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Title:
MOTHER BOARD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND A LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE DETECTION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/159504
Kind Code:
A1
Abstract:
A mother board of a liquid crystal display device and a liquid crystal display device detection method. The mother board comprises multiple liquid crystal display devices and at least a group of signal ports. Each signal port group is used for a unit liquid crystal display device on at least one row. Each unit liquid crystal display device comprises a gate signal end (31), a common voltage signal end (32), and multiple primary voltage signal ends (33-35). At least signal port group is connected to the gate signal end (31), the common voltage signal end (32), and the multiple primary voltage signal ends (33-35) of each unit liquid crystal display device on a corresponding row. The voltage of at least one signal port group can drive the signal end of multiple unit liquid crystal display devices to simultaneously lighten multiple unit liquid crystal display devices. During the detection on the liquid crystal display devices, the mother board is detected before being cut, which improves testing efficacy of a liquid crystal cell.

Inventors:
WANG HUI (CN)
QIN FENG (CN)
LI XIAOHE (CN)
LIM BYUNG CHEON (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/084251
Publication Date:
October 31, 2013
Filing Date:
November 07, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
HEFEI BOE OPTOELECTRONICS TECH (CN)
International Classes:
G02F1/13; G01R31/00; H01L21/66
Foreign References:
CN1202440C2005-05-18
CN101344650A2009-01-14
CN101359142A2009-02-04
CN102681224A2012-09-19
CN101320736A2008-12-10
CN101452123A2009-06-10
US20020063843A12002-05-30
JP2000010063A2000-01-14
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种制备液晶显示装置的母板, 包括:

多个单元液晶显示装置;

至少一组信号端口,每组信号端口用于至少一列上的单元液晶显示装置; 其中, 每个单元液晶显示装置包括栅极信号端、 公共电压信号端以及多 个原色电压信号端, 所述至少一组信号端口与相应列上的每个单元液晶显示 装置的栅极信号端、 公共电压信号端以及多个原色电压信号端连接, 从而所 述至少一组信号端口的电压可驱动所述多个单元液晶显示装置的信号端来同 时点亮所述多个单元液晶显示装置。

2、根据权利要求 1所述的母板, 其中, 在所述母板的一个侧边, 对向基 板的玻璃基板面积小于阵列基板的玻璃基板, 所述阵列基板的信号线在该边 暴露出连接所述至少一组信号端口的信号输入端。

3、根据权利要求 1或 2所述的母板,其中,在每个单元液晶显示装置中, 每行的栅线全部连接在一起, 形成所述栅极信号端。

4、 根据权利要求 1-3任一所述的母板, 其中, 在每个单元液晶显示装置 中, 数据线中的对应于各原色子像素的走线分开, 并且同一种原色子像素的 走线连接在一起, 分别形成各个原色电压信号端。

5、 根据权利要求 1-4任一所述的母板, 其中, 所述原色电压信号端包括 R、 G、 B电压信号端。

6、 根据权利要求 5所述的母板, 其中, 所述数据线中的1 、 G、 B子像 素单元的走线分开,全部 R子像素单元走线连接在一起、全部 G子像素单元 走线连接在一起、 全部 B子像素单元走线连接在一起, 分别形成所述 R、 G、 B电压信号端。

7、 根据权利要求 6所述的母板, 其中, 所述 R子像素单元走线通过所 述阵列基板中的第一金属层实现;所述 G子像素单元走线和所述 B子像素单 元走线的信号输入端形成于所述阵列基板中的第一金属层中, 通过所述阵列 基板中的第二金属层实现连接。

8、 根据权利要求 7所述的母板, 其中, 所述 G子像素单元走线和所述 B子像素单元走线中, 所述第一金属层与第二金属层之间通过过孔导通。 9、 根据权利要求 1-8任一所述的母板, 其中, 各单元液晶显示装置的检 测用信号线按照离所述信号输入端的距离由近到远的比例依次加宽, 使得所 述母板上所有单元液晶显示装置的检测用信号线的电阻基本相等, 且所述单 元液晶显示装置之间的电压分布均匀。

10、 根据权利要求 5所述的母板, 其中, 所述原色电压信号端还包括 W 电压信号端或 Y电压信号端。

11、 根据权利要求 10所述的母板, 其中, 全部 W子像素单元走线连接 在一起或者全部 Y子像素单元走线连接在一起, 分别形成所述 W或 Y电压 信号端。

12、 一种液晶显示装置检测方法, 包括:

在对母板进行切割之前进行点屏检测, 所述母板包括多个单元液晶显示 装置;

通过控制设置在母板上的至少一组信号端口的电压驱动每个单元液晶显 示装置;

同时点亮母板上的所有单元液晶显示装置。

13、根据权利要求 12所述的方法, 其中, 在同时点亮所述母板上的所有 单元液晶显示装置时, 所有单元液晶显示装置的公共信号由一个公共信号源 输入, 所有单元液晶显示装置的栅极信号由一个栅信号源输入, 所有单元液 晶显示装置的多个原色子像素单元信号由各个原色子像素单元信号源输入。

14、 根据权利要求 12或 13所述的方法, 其中, 所述原色信号包括 R、

G、 B信号, 并且所有单元液晶显示装置的 R子像素单元信号由一个 R像素 源输入, 所有单元液晶显示装置的 G子像素单元信号由一个 G像素源输入, 所有单元液晶显示装置的 B子像素单元信号由一个 B像素源输入。

15、 根据权利要求 14所述的方法, 其中, 所述原色信号还包括 W信号 或 Y信号, 并且所有单元液晶显示装置的 W子像素单元信号由一个 R像素 源输入, 所有单元液晶显示装置的 Y子像素单元信号由一个 G像素源输入。

Description:
液晶显示装置的母板和液晶显示装置检测方法 技术领域

本发明的实施例涉及一种液晶显示装置的母板 和液晶显示装置检测方 法。 背景技术

薄膜晶体管液晶显示器 ( Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD ) 由于具有体积小、 功耗低、 无辐射等特点, 近年来得到了迅速地 发展, 在当前的平板显示器市场中逐渐占据了主导地 位。 目前, TFT-LCD具 有大中小各种尺寸的产品, 几乎涵盖了当今信息社会的主要电子产品, 如液 晶电视、 电脑(台式和笔记本) 、 手机、 PDA、 GPS, 车载显示、 摄像机、 数码相机、 计算器、 电子仪器和虚幻显示等。

图 1展示了现有 TFT-LCD液晶显示装置的一般结构, 主要包括彩色滤 光片 ( Color Filter, CF )基板的玻璃基板 101和阵列基板的玻璃基板 102以 及位于这两者中间的液晶 103、 滤色片 104、 黑矩阵 105、 隔垫物 106、 透明 电极 107、 配向膜 108、 配线 109等。 两块玻璃基板 101、 102的外侧还各设 置有一层偏光板 110。两块玻璃基板 101、 102通过封框胶 111组合将液晶 103 封闭在二者形成的液晶盒(cell ) 中。

目前 TFT-LCD生产线主要包括阵列工艺、 滤色片工艺、 成盒工艺以及 模组工艺四个主要的工作段。

阵列工艺包括 TFT阵列基板的制备, 即形成 TFT阵列基板上的信号线 和各个像素单元等。 图 2是 TFT阵列基板的平面结构示意图, 信号线主要包 括数据线(或称源线) 201、 栅线 202和公共线 203 , 分别用于数据信号(源 信号) 、 栅信号和公共信号的输入; 数据线 201和栅线 202彼此交叉从而限 定了排列为矩阵的子像素单元 P; 每个子像素单元包括至少一个薄膜晶体管 ( TFT ) 204和公共存储电容 205 (由像素电极 206和公共电极单元 207共同 形成) , TFT 204用于像素电压的开关以及液晶的驱动。

滤色片工艺主要包括 CF基板上的黑矩阵(Black Matrix, BM )层、 RGB 层(红绿蓝层) 以及透明导电层等的制备。

成盒工艺包括将制作好的 TFT阵列基板和 CF基板利用封框胶贴合在一 起, 形成一个完整、 闭合的面板(液晶显示装置) , 主要包括配向膜涂覆、 配向膜取向制备、 液晶滴入、 封框胶固化等几个步骤。 在成盒工艺之后, 大 的基板(例如母板)将被切割, 得到小块的单元液晶显示装置(单个液晶显 示装置) 。

之后, 对单元液晶显示装置进行液晶盒测试(Cell Test ) 。 液晶盒测试 的目的是检测液晶显示装置在阵列工艺和成盒 工艺出现的各种不良, 这些不 良主要包括各种 Mura (斑) 、 Block (区块) 、 Cell污渍、 亮线等不良。 液 晶盒测试用的检测画面主要包括 Black Raster L0、 Cyan L127、 低亮点 Pattern ¾ White Raster L255、 Gray Raster L63、 Gray Raster 127、 Raster Red L127、 Raster Green L127、 Raster Blue L127、 Raster Red L63、 Raster Green L63、 Raster Blue L63等 12种画面。所有检测画面均为灰阶画面或纯色 面。对于各种尺 寸的液晶显示装置, 在产品开发阶段都会为其匹配专门的点屏设备 , 该点屏 设备的显示过程和成品的液晶显示器的显示过 程一样。

模组工艺主要包括将制作好的单元液晶显示装 置贴上偏光片和 PCB驱 动电路, 之后再将该单元液晶显示装置与背光源组装, 形成一个最终的显示 模组成品。 至此 TFT-LCD液晶显示装置的制作工艺基本完成。

目前, 液晶盒测试通常是在大玻璃基板(母板)切割 工序完成以后, 针 对单元面板(单元液晶显示装置)进行的。 但是, 由于在液晶显示装置制作 过程中, 在液晶盒测试之前的所有工艺都是针对母板进 行的, 很多液晶显示 装置的不良产生的原因与单元液晶显示装置在 母板上的分布密切相关。 现有 技术中针对单元液晶显示装置进行的检测通常 只能比较直观地检测出不良现 象, 对于产生的不良的原因仍需要进一步分析判断 。

此外, 切割后的单元液晶显示装置会有多种不同的尺 寸, 不同尺寸液晶 显示装置的液晶盒测试设备在产品开发阶段都 需要定制购买价格不菲的点屏 设备, 而且不同尺寸液晶显示装置的液晶盒测试设备 完全不能共用。 开发阶 段针对不同尺寸液晶显示装置的液晶盒测试设 备调试复杂, 工作效率较低。 发明内容 本发明的实施例提供了一种液晶显示装置的母 板及液晶显示装置检测方 法, 该方法可以针对母板进行检测, 显著提高了工作效率, 解决针对单元液 晶显示装置进行的液晶盒测试设备效率不高的 问题。

本发明的一个方面提供了一种制备液晶显示装 置的母板, 包括: 多个单 元液晶显示装置; 至少一组信号端口, 每组信号端口用于至少一列上的单元 液晶显示装置; 其中, 每个单元液晶显示装置包括栅极信号端、 公共电压信 号端以及多个原色电压信号端, 所述至少一组信号端口与相应列上的每个单 元液晶显示装置的栅极信号端、 公共电压信号端以及多个原色电压信号端连 接, 从而所述至少一组信号端口的电压可驱动所述 多个单元液晶显示装置的 信号端来同时点亮所述多个单元液晶显示装置 。

在该母板中, 例如, 在所述母板的一个侧边, 对向基板的玻璃基板面积 小于阵列基板的玻璃基板, 所述阵列基板的信号线在该边暴露出连接所述 至 少一组信号端口的信号输入端。

在该母板中, 例如, 在每个单元液晶显示装置中, 每行的栅线全部连接 在一起, 形成所述栅极信号端。

在该母板中, 例如, 在每个单元液晶显示装置中, 数据线中的对应于各 原色子像素的走线分开, 并且同一种原色子像素的走线连接在一起, 分别形 成各个原色电压信号端。

在该母板中, 例如, 所述原色电压信号端包括 R、 G、 B电压信号端。 在该母板中, 例如, 所述数据线中的1 、 G、 B子像素单元的走线分开, 全部 R子像素单元走线连接在一起、全部 G子像素单元走线连接在一起、全 部 B子像素单元走线连接在一起, 分别形成所述 R、 G、 B电压信号端。

在该母板中, 例如, 所述 R子像素单元走线通过所述阵列基板中的第一 金属层实现;所述 G子像素单元走线和所述 B子像素单元走线的信号输入端 形成于所述阵列基板中的第一金属层中, 通过所述阵列基板中的第二金属层 实现连接。

在该母板中 ,例如,所述 G子像素单元走线和所述 B子像素单元走线中 , 所述第一金属层与第二金属层之间通过过孔导 通。

在该母板中, 例如, 各单元液晶显示装置的检测用信号线按照离所 述信 号输入端的距离由近到远的比例依次加宽, 使得所述母板上所有单元液晶显 示装置的检测用信号线的电阻基本相等, 且所述单元液晶显示装置之间的电 压分布均匀。

在该母板中, 例如, 所述原色电压信号端还包括 W电压信号端或 Y电 压信号端。

在该母板中, 例如, 全部 W子像素单元走线连接在一起或者全部 Y子 像素单元走线连接在一起, 分别形成所述 W或 Y电压信号端。

本发明的另一个方面提供了一种液晶显示装置 检测方法, 包括: 在对母 板进行切割之前进行点屏检测, 所述母板包括多个单元液晶显示装置; 通过 控制设置在母板上的至少一组信号端口的电压 驱动每个单元液晶显示装置; 同时点亮母板上的所有单元液晶显示装置。

在该方法中,例如,在同时点亮所述母板上的 所有单元液晶显示装置时, 所有单元液晶显示装置的公共信号由一个公共 信号源输入, 所有单元液晶显 示装置的栅极信号由一个栅信号源输入, 所有单元液晶显示装置的多个原色 子像素单元信号由各个原色子像素单元信号源 输入。

在该方法中, 例如, 所述原色信号包括 R、 G、 B信号, 并且所有单元 液晶显示装置的 R子像素单元信号由一个 R像素源输入,所有单元液晶显示 装置的 G子像素单元信号由一个 G像素源输入,所有单元液晶显示装置的 B 子像素单元信号由一个 B像素源输入。

在该方法中, 例如, 所述原色信号还包括 W信号或 Y信号, 并且所有 单元液晶显示装置的 W子像素单元信号由一个 R像素源输入, 所有单元液 晶显示装置的 Y子像素单元信号由一个 G像素源输入。

本发明的实施例在对母板切割之前进行液晶盒 测试, 相应的母板和方法 可以同时点亮一张母版上的所有单元液晶显示 装置, 在保证目前液晶盒测试 功能的前提下, 一方面实现了可以直观的判断液晶显示装置不 良现象的设备 依存性的功能, 对阵列工艺和成盒工艺的设备和工序的参数优 化有极大的改 善效果, 显著提高了产线上不良解析的效率; 另一方面实现了液晶显示装置 制造线上不同尺寸液晶显示装置液晶盒测试设 备的共用, 极大的降低了设备 成本。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例的附图作 简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图 仅仅涉及本发明的一些实施例, 而非对本发明的限制。

图 1为现有 TFT-LCD液晶显示装置的一般结构示意图;

图 2为现有 TFT阵列基板的一般平面结构示意图;

图 3为本发明实施例的母板中一个单元液晶显示 置的信号线布局示意 图;

图 4为本发明实施例的母板上 TFT阵列基板一个示例的层次结构示意 图;

图 5为进一步展示图 4的 TFT阵列基板中金属层之间通过过孔连接的方 式示意图;

图 6为本发明实施例中一个单元液晶显示装置的 极端的 RGB接口实 现连通的电路结构示意图;

图 7为本发明实施例中一张大玻璃基板上所有单 液晶显示装置信号线 布局的一个示例性的电路结构示意图;

图 8为图 7中一组信号端口中包含两个单元液晶显示装 的结构示意图; 图 9为普通的一个液晶面板的等效电路结构示意 ;

图 10为普通液晶面板中公共电极电压不变时 256灰阶的像素电压波形变 化示意图;

图 11为普通液晶面板中公共电极电压不停变动时 256灰阶的像素电压波 形变化示意图;

图 12 为本发明实施例的母板中一个单元液晶显示装 置的具体走线示意 图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合本发 明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案 进行清楚、 完整地描述。显然, 所描述的实施例是本发明的一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例, 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提 下所获 得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。 除非另作定义, 此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发 明所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。 本说明书以及权利要求书中使 用的 "第一" "第二" 以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者 重要性, 而只是用来区分不同的组成部分。 同样, "一个" 或者 "一" 等类似词语也 不表示数量限制, 而是表示存在至少一个。 "连接" 或者 "相连" 等类似的 词语并非限定于物理的或者机械的连接, 而是可以包括电性的连接, 不管是 直接的还是间接的。 "上" 、 "下" 、 "左" 、 "右" 等仅用于表示相对位 置关系, 当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位 置关系也相应地改变。

本发明的实施例考虑到在进行液晶盒测试时对 不同尺寸的液晶显示装置 的检测画面都是一样的, 基于此提出了一种用于母板的新的液晶显示装 置液 晶盒测试装置及方法。 本发明的实施例的母板中信号源的电压大小和 频率可 以根据不同尺寸液晶显示装置的点屏需要进行 调整, 信号源信号输出端口可 以兼容不同尺寸液晶显示装置的信号输入, 相应的母板上的信号输入端口也 设计成兼容的。 本发明的实施例中的液晶盒测试方式简单快捷 , 工作效率较 高, 最重要的是实现了设备共用化, 降低了设备成本。

图 3为本发明的一个实施例的液晶显示装置的母 上的一个单元液晶显 示装置的信号线布局示意图。

如图 3所示, 本实施例中点亮一个单元液晶显示装置只需要 对栅信号端 31、 公共电压信号端 32以及红(R ) 、 绿(G ) 、 蓝(B ) 电压信号端 33-35 共五个端口施加信号即可。 R、 G、 B电压信号端为原色电压信号端的示例。 这些信号由各个信号源(包括栅信号源 301、公共信号源 302、 R信号源 303、 G信号源 304和信号源 305 )输出。根据目前 TFT-LCD母板上的线路布局情 况, 在 TFT-LCD母板上各个单元液晶显示装置的间隙空 里完全可以布置 单元液晶显示装置的栅线、 公共线和 RGB子像素单元的源极走线, 从而用 于检测的目的。 本实施例的母板上用于液晶盒测试的检测电路 的单元液晶显 示装置的栅线、 公共线和 RGB子像素单元的源极走线, 可以通过在单元液 晶显示装置以外的母板上的栅极层或数据层实 现连通, 而且线路的交汇处通 过栅极层或数据层的交错布局和过孔设计实现 各条线路间的绝缘和各条线路 自身的导通。

图 4显示了母板中的 TFT阵列基板一个示例的层次结构示意图。在该 示 例中, TFT为底栅结构 (即 TFT栅极位于有源层的底部) , 在 TFT玻璃基 板 401的一面上, 依次形成有第二金属层(栅极层) 402、 第一绝缘层(栅极 绝缘层) 403、 第一金属层(S/D层, 即源漏极层) 404、 第二绝缘层(钝化 层) 405以及像素电极层(例如 ITO层) 406。 这些层在阵列基板制备过程中 依次形成并被构图,因此这些层均可能在某些 位置由于构图的需要而被去除。 所以, 并非在所制备的阵列基板上的任何位置均同时 上述层结构。

图 5进一步展示了 TFT阵列基板中金属层之间通过过孔连接的方式 的一 个示例。 第一绝缘层 403和第二绝缘层 405涂布范围为整张玻璃基板; 通过 两过孔 501、 502将两金属层 402和 404分别与像素电极层 406导通。过孔是 将金属层间的绝缘层通过曝光的方法刻蚀掉特 定的部分, 然后再通过填充例 如金属的导电材料(通常釆用沉积法)到被刻 蚀部分, 从而实现不同层之间 的电连通。 过孔是 TFT-LCD生产线上常用的一种实现位于不同层的 属层 导通的一种工艺手段。 而且, 如果有需要, 在第一金属层 404和第二金属层 402的交汇处, 也可以通过过孔将两金属层直接导通。

图 6展示了与单元液晶显示装置的源极端的 RGB接口连通的电路图。 每个单元液晶显示装置的源极端的 RGB接口本身由第一金属层( S/D金属层 ) 404构成。图 6中纵向的线路为第一金属层 404,横向的线路为第二金属层(栅 极层) 402。 R像素的端口用第一金属层 404连通并形成 R信号输入端口; B 像素和 G像素先用第一金属层 404引出, 然后在通过第二金属层 402连通, 在第一金属层 404和第二金属层 402的交汇处通过过孔工艺实现这两个金属 层的导通。 图 6中以圓圈标记的位置是过孔导通处 601 , 虚线表示单元的切 割线 602。 以上方案是实现 RGB信号输入的一种方式, 但非唯一实施方式, 例如也可以用第二金属层 402实现源极端 R像素的连通, 用第一金属层 404 实现 B像素, G像素的连通等。 此外, 对于顶栅结构的 TFT, 第一、 二金属 层的含义或位置也相应地存在区别, 但根据具体情况将其与 RGB信号输入 而无需创造性劳动。

此外, 每个单元液晶显示装置的公共电极可以自身全 部导通, 公共端口 的设计一般分布在单元液晶显示装置的四周, 从四周的任意一个端口引出一 才艮公共信号线即可实现本实施例的公共信号 的输入; 一个单元液晶显示装置 的所有栅极端口可以用一根栅线即可实现连通 , 连接方式可以和上述源极端 的所有 R像素连接方式一样。本发明实施例设计的液 盒测试电路在母板切 割后完全消失, 对各个单元液晶显示装置自身的电路线没有任 何影响, 如图 6所示, 切割边界沿着图 6中示出的切割线 620进行即可。

图 7进一步示出了一张大玻璃基板 (母板 )上所有单元液晶显示装置信 号线布局的一个示例性的电路结构图,图中共 有三组如图 3所示的信号端口。 图 7中, AB边表示信号接入边。 每组信号端口包括栅信号端 31、 公共电压 信号端 32以及 R、 G、 B电压信号端 33-35共五个端口, 用于两个单元液晶 显示装置。 三组信号端口最终实现点亮这一张母板上的所 有单元液晶显示装 置。一张母板根据液晶显示装置的尺寸和 TFT母板上金属走线布局等的具体 情况, 可以设置一组或几组这样的信号端口, 每组信号端口用于一列单元液 晶显示装置(具体数量可以根据情况调节) 。 不同尺寸的单元液晶显示装置 的信号端口之间的距离大小有区别, 信号端口对应的外接信号源则完全可以 共用。

在本发明的实施例中, 液晶盒测试在母板切割之前进行, 在 TFT-LCD 母板上各个单元液晶显示装置的间隙空间, 利用栅极层或数据层走线将所有 单元液晶显示装置的五个信号输入端连接起来 , 从母板的一边引出, 如图 7 中的 AB边所示。 为了使液晶盒测试的信号可以施加到母板上, 该母板中 CF 玻璃基板在 AB边比 TFT玻璃基板的 AB边短,以使 TFT-LCD的母板的 AB 边的信号线暴露出液晶盒测试设备使用的信号 输入端(Pad ), 这些信号输入 端的大小以液晶盒测试设备可以完成对 TFT玻璃基板施加电压信号的实际 情况为准。 如图 7所示的母板共有三组信号输入端口 31-35, 同一列的两个 单元液晶显示装置共用一组信号输入端口。 如图 8所示为图 7中一组信号端 口 (包括栅信号端 31、 公共电压信号端 32以及 R、 G、 B电压信号端 33-35 共五个端口)用于排成一列的两个单元液晶显 示装置的情况。根据 TFT-LCD 母板上实际的布线情况, 可以让更多的单元液晶显示装置, 甚至一张母板上 所有的单元液晶显示装置共用一组信号输入端 口。

如上所述, 为了尽量减少 TFT-LCD母板上的金属线负载, 一张母板可 以设置一组或几组信号输入端口。 可以根据 TFT-LCD母板设计的实际情况, 将一张母板的单元液晶显示装置分成几组, 每组的单元液晶显示装置共用一 组信号输入端口, 从而尽量减小液晶盒测试用信号线负载的影响 。 按照信号 线损耗尽量相等的原则, 离信号输入端较远的单元液晶显示装置的液晶 盒测 试用信号线比离信号输入端较近的单元液晶显 示装置的液晶盒测试用信号线 宽, 以使整张母板上所有单元液晶显示装置的液晶 盒测试用信号线的电阻尽 量相等, 使单元液晶显示装置之间的电压分布均匀。

图 9是普通的一个液晶面板的等效电路示意图。 多条栅极走线 902和多 条源极走线 902彼此交叉从而界定了多个子像素单元 901 , 每个子像素单元 901包括作为开关元件的 TFT以及像素电极、 公共电极, 像素电极、 公共电 极和液晶层形成与 Clc (液晶电容) , 以进行显示。 此外, 每个像素单元还 可以包括 Cs (储存电容)与 Clc并联的电容。 一个子像素单元 901代表显示 的图像的一个点; 一个基本的显示单元(即 Pixel ) , 例如需要三个这样显示 的点, 分别来代表红绿蓝(RGB )三色, 或需要四个这样的点, 分别代表红 绿蓝白 (RGBW )四色等。 一个 1024x768分辨率的 TFT-LCD的单元面板共 需要 1024x768x3个这样的点组合而成。 整片单元面板工作时的情况如下。 768行的栅极端的信号由外接的栅极端信号源 (栅极驱动器, 栅极驱动)输 入, 栅极端信号源依序将每一行的子像素单元 901的 TFT打开, 好让整排的 源极端信号源 (源极驱动器, 即数据信号) 同时将一整行的显示点充电到各 自所需的电压并显示不同的灰阶。 当一行充电完成时, 栅极驱动器便将施加 到该行的驱动电压关闭; 然后, 下一行的栅极驱动器便将该行子像素单元打 开, 再由相同的一排源极驱动器对下一行的显示点 进行充放电。 如此依序下 去, 直到对最后一行的显示点的充电完成,从而完 成一帧画面的扫描。之后, 便又开始新的一帧画面的扫描, 即重新从第一行开始充电直到最后一行充电 完成。 以一个 1024x768分辨率的液晶显示器来说, 总共有 768行的栅极走 线 902, 而源极走线 903则共需要 1024x3=3072条。 一般的液晶显示器多为 60Hz的更新频率, 因此每一个画面显示时间约为 l/60=16.67ms。 由于用于显 示画面的有 768行的栅极走线, 所以分配给每一条栅极走线的开关时间约为 16.67ms/768=21.7 s。 那么, 栅极驱动器送出的信号波形是宽度为 21.7μ δ 的 矩形波(又称方波) , 依序打开每一行的子像素单元。 而源极驱动器则在这 21.7μ δ 的时间内, 经由源极走线将像素电极充放电到所需要的电 压, 从而显 示出相应的灰阶。 以上所述的栅极驱动器和源极驱动器的作用主 要就是控制施加的像素电 极电压的开关和大小。 目前 TFT-LCD液晶显示装置的显示原理都是每个子 像素单元中的液晶在像素电极和公共电极的作 用下发生翻转, 使透过液晶的 光发生偏振, 从而实现显示器各种画面的显示。

公共电极上的电压则由公共信号源输入。 公共电极的电压驱动方式例如 有两种。 第一种方式是公共电极电压固定不动, 而像素电极的电压则是按照 其灰阶的不同, 不停的上下变动。 例如, 图 10是 256灰阶的像素电压波形变 化。 图 10中, 圓圈部分 1001指各个不同灰阶的像素电极电压, 虚线表示公 共电极电压 1002,虚线之上为正极性、之下为负极性。 以 V0这个灰阶而言, 如果要在面板上一直显示 V0这个灰阶的话, 则像素电极的电压就必须一次 很高, 但是另一次却很低的这种方式来变化。

另外一种方式是让公共电压不停的变动, 且同样让液晶两端的压差绝对 值固定不变,从而灰阶也不会变化。这种方法 的波形变化如图 11所示。在图 11 中, 圓圈部分 1101指各个不同灰阶的像素电极电压, 虚线表示公共电极 电压 1102, 正极性、 负极性随帧数周期变化。 这种方法只是将公共电压周期 进行一次很大、 一次很小的变化; 之所以需要做这种变化是为了让液晶分子 不会一直保持在同一个转向。 液晶分子通常不能够一直固定在某一个电压不 变, 如果这样的状态持续时间长了, 则即使液晶两端的电压被取消之后, 液 晶分子会因为其特性被破坏, 而无法再相应电场的变化转动, 而失去光开关 的作用。

目前液晶显示器内的显示电压就分成了两种, 一种是正极性, 而另一种 是负极性。 当像素电极的电压高于公共电极电压时, 就称之为正极性, 而当 像素电极的电压低于公共电极电压时, 就称之为负极性。 不管是正极性还是 负极性, 都会有一组相同亮度的灰阶。 所以不管是像素电压高, 或是公共电 极电压高, 所表现出来的灰阶是一模一样的; 不过这两种情况下, 液晶分子 的转向确实完全相反的, 也就可以避免掉上述当液晶分子转向一直固定 在一 个方向时, 所造成的特性破坏。 也就是说, 当显示画面一直不动时, 仍然可 以由正负极性不停的交替, 达到显示画面不动, 同时液晶分子的特性不被破 坏的结果。

同样以一个 1024x768分辨率的 TFT-LCD为例来说,在本发明的实施例 中, 一个单元液晶显示装置的信号输入端口设定为 五个,如图 12所示, 分别 是栅信号输入端 31、 公共信号输入端 32以及 R、 G、 B电压输入端 33-35。 一方面将 768行的栅极走线连接 (并联 )在一起, 并根据不同尺寸液晶显示 装置的具体情况实施特定的开启电压, 这样 768行的栅极端的开启电压将同 时打开或关闭; 另一方面, 将源极走线中的 RGB三个子像素单元的走线分 开, RGB三个子像素单元各自的源极走线连接在一起 , 最终一个单元液晶显 示装置的源极端形成 R、 G、 B三个输入端口。 设定 R、 G、 B三个输入端的 V0到 V255各个灰阶电压值, 就可以通过给 RGB 源极走线路施加不同的灰 阶电压来现显示目前液晶盒测试所有检测的单 色画面。

本发明实施例中的栅极端的信号源为一个直流 电压输入设备, 其电压大 小可以调整。 目前 TFT-LCD液晶显示装置栅极端电压的一般范围为 -8V到 27V之间。 本发明的实施例中所有栅极端为并联连接, 金属线的电阻可能会 导致一些电压损耗, 但相对于输入栅电压的大小相比可以忽略不计 。 液晶面 板极性变换方式为帧反转( Frame inversion )。固定源极端 RGB的 V0到 V255 的各个灰阶电压, 通过改变公共电压的大小, 即可实现帧反转。 例如一般液 晶面板的更新频率为 60Hz, 那么我们可以把公共电压的频率设定为 60Hz。 一个周期性的方波电压输入源即可实现公共信 号电压的输入。 源极端的电压 一般在 2V到 30V之间(与常见液晶显示装置相同)。在本发 明的实施例中, 单色画面的显示都可以用直流电压信号实现, RGB端口的信号源接直流电压 源即可。

液晶盒测试中使用的所有检测画面通常为灰阶 画面或纯色画面。 液晶显 示装置幕上人们肉眼所见的一个点 (即一个像素)是由红、 绿、 蓝(RGB ) 三个子像素单元组成的。 例如, 每一个子像素单元都可以显现出不同的亮度 级别。 灰阶代表了由最暗画面到最亮画面之间不同亮 度的层次级别。 这中间 层级越多, 所能够呈现的画面效果也就越细腻。 以一般 8位(bit )的液晶显 示装置为例, 能表现 2的 8次方, 等于 256个亮度层次, 即在最黑的和最亮 的画面之间有 256个过渡画面, 就称之为 256灰阶( 0~255 ) 。 0灰阶画面到 255灰阶画面一般用 L0, LI , L2... ... L255表示。 液晶显示装置幕上每一个 点的色彩变化, 其实都是由构成这个点的三个 RGB子像素的灰阶变化所带 来的。 当 RGB子像素以同样的灰阶电压变化时液晶显示装 置显示灰阶画面 ( Black Raster LO, Cyan L127, 氐亮点 Pattern, White Raster L255, Gray Raster L63, Gray Raster 127 ); 当 RGB子像素的灰阶电压变化不相等时, 则显示各 种纯色画面( Raster Red L127, Raster Green L127, Raster Blue L127, Raster Red L63, Raster Green L63, Raster Blue L63 )。 纯色画面本身也有灰阶的区分, 比 如纯绿色画面也有 L0绿色画面, L255绿色画面等。

在本发明的实施例中, 如果检测的时候需要显示白色 L63灰阶画面, 在 栅极端施加开启电压, 公共电压以一定频率变化的时候, 将源极端的 R、 G、 B端口的各自灰阶电压都调到对应的 63灰阶电压值, 即可实现 L63灰阶画 面的显示。目前产线上液晶盒测试过程中对每 张屏的检测时间大概为 2分钟, 如果紧接着 L63灰阶画面的下一个检测画面为 Raster Red L127画面(纯色画 面) , 则只需要将源极端的 R端口电压从 63灰阶电压调到 127灰阶对应的 灰阶电压, 同时关闭源极端的 G和 B端口的电压, 即可实现 Raster Red L127 画面的显示。 通过改变源极端的 R、 G、 B端口的电压开关状态和大小, 即 可以显示液晶盒测试的 Black Raster LO, Cyan L127, 氐亮点 Pattern, White Raster L255, Gray Raster L63, Gray Raster 127, Raster Red L127, Raster Green LI 27, Raster Blue LI 27, Raster Red L63, Raster Green L63, Raster Blue L63等 12种灰阶画面或纯色画面。 综上所述, 釆用本发明实施例的液晶显示装置的 母板, 通过调整五个输入端信号源的电压及频率大小 , 即可点亮不同尺寸的 液晶显示装置。

此外,本发明实施例的液晶显示装置的母板及 方法也同样适用于非 RGB 型的液晶显示装置, 比如 RGBW或 RGBY型液晶显示装置。 这些液晶显示 装置相对于上述 RGB型的液晶显示装置, 只需要在母板中针对相应的子像 素单元增加对应的信号端即可。 例如, 对于 RGBW型, 母板中每个液晶单 元屏还包括一个白色子像素单元(W ) 电压信号端; 对于 RGBY型, 母板中 每个液晶单元屏还包括一个黄色子像素单元( Y ) 电压信号端。 在检测时, 通过控制各组信号端口的电压来驱动每个单元 液晶显示装置的各个信号端 (此时每组有六个端口 )来同时点亮整张母板上的所有单元液晶显示 置。

本发明的实施例中, 如果液晶显示装置的阵列基板上形成有彩膜结 构, 则液晶显示装置中与阵列基板相对的对向基板 也可以不是彩膜基板, 而例如 为一般的封盖基板。 通过本发明实施例的液晶显示装置的母板及方 法, 在母板制备过程中不 同设备造成的不良现象可以清晰的呈现在显示 画面上。 分析不良在母板各个 单元液晶显示装置上的相对位置, 可以准确的判断各个设备对应该不良位置 地方的故障所在。 由于单元液晶显示装置处在母板上的原始设计 位置, 各个 单元液晶显示装置相互间的设计位置固定不变 , 因此分析特定不良的时候可 以综合考虑各种工艺条件和设计参数。 通过这种新型液晶盒测试方法, 可以 直观快捷的分析各种不良,分析不良现象效率 快。 比如根据母板上不良 Mura 的形状,可以迅速的判断该不良 Mura是否是由摩擦(Rubbing )工艺造成的; 进一步分析根据不良 Mura的方向, 可以准确的判断该摩擦 Mura的种类和 形成原因。 利用同样的判断方法, 可以判断诸如聚酰亚胺(PI ) 印刷的颗粒 ( Particle )不良, ODF贴合精度不良, 封框胶涂覆不良等各种不良的具体成 因。 另一方面本发明实施例提出的液晶盒测试方法 可以实现 TFT-LCD产线 上不同尺寸液晶显示装置液晶盒测试设备的共 用, 极大地降低了设备成本。

以上实施方式仅用于说明本发明, 而并非对本发明的限制, 本发明的实 际保护范围应由权利要求限定。