液晶顯示面板的檢測方法及其系統的製作方法

2023-06-17 00:45:56 3

專利名稱：液晶顯示面板的檢測方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種液晶顯示面板的檢測方法及其系統，特別是關於一種應用機器視覺來檢測液晶顯示面板的閃爍程度的檢測方法及其系統。
背景技術：
閃爍現象是液晶顯示器中影響顯示質量的重要因素，其與人眼敏感度有直接的關係。薄膜電晶體(TFT)和超扭轉(STN)液晶顯示器是目前最被廣泛應用的顯示器，然而兩者都會有閃爍的現象。一般而言，顯示器驅動信號需在一定時間內施加一交流電場來驅動其進行極性反轉。但在一般的扭轉液晶盒中，由於離子電荷效應較容易產生閃爍現象，因此雖然提高外加電場的頻率可以降低閃爍的程度，但外加的電場頻率越高，其功率消耗也會越大。而薄膜電晶體由於寄生電容緣故，造成了信號電壓的度位移，回此正負半周的信號大小不同，故其閃爍現象更為嚴重。
目前液晶顯示面板供貨商提出四種極性反轉的驅動方法，但在呈現特定測試圖樣時仍會產生閃爍的現像，例如點反轉(dotinversion)的驅動方法在呈現以次像素(sub-pixel)設計的測試圖樣時會有閃爍點發生，而列反轉(line inversion)的驅動方法在呈現水平線的測試圖樣時容易有閃爍的缺陷，換言之，這四種驅動方法都會因遇到某類測試圖樣而暴露閃爍的問題，當然也易被視覺敏感的使用者在觀賞時檢視到同樣的問題。
在液晶顯示面板出貨前需要經過品管人員檢視每片面板的顯示品質，並儘量將每片面板的顯示效果調整至一致，其中閃爍程度即為一項重要的缺陷檢驗。然而每個人因視覺的差異，對於閃爍現象的察覺能力也有所不同，如此將造成品檢執行的嚴重偏差，經常發生的是液晶顯示面板通過品檢後出貨至客戶端，卻被視覺敏感的客戶檢查出不良品而遭到退貨，因而造成公司信譽和金錢上的損失。
綜上所述，市場上迫切需要一種標準化及自動化的方法來解決上述問題。

發明內容
本發明的主要目的是提供液晶顯示面板的檢測方法及其系統，可提供最佳的檢測方式以檢測出液晶顯示面板畫面的閃爍程度，能完全取代人工以肉眼為依據的檢測作業方式。
本發明的第二目的是提供一種調整液晶顯示面板的驅動電路的方法，可正確地使每片面板畫面的閃爍程度調整至最低，而且具有良好的一致性。
為達到上述目的，本發明提供了一種液晶顯示面板的檢測方法及其系統，其是通過光學取像擷取液晶顯示面板的若干個圖像畫面的灰階度變化曲線，由該灰階度變化曲線的振幅及中心值可決定該圖像畫面的閃爍度。使用者或一自動調整裝置可依據所得到的閃爍度的數值，調整液晶顯示面板的驅動電壓，從而降低灰階度變化曲線的振幅，同時會使得閃爍度數值變大。如此反覆檢測與回饋調整，將閃爍程度降至最低，即，使閃爍度數值為最大值，最終消除人眼所能察覺的閃爍現象。
根據本發明的一個方面，提供了一種液晶顯示面板的檢測方法，包含下列步驟提供一液晶顯示面板；驅動該液晶顯示面板以顯示一測試圖樣畫面；設定該畫面取樣及測量的方式；以光學取像的方式記錄該液晶顯示面板的畫面；分析該取樣畫面的灰階度變化；及通過該灰階度變化的振幅與中心值的比值以判斷該取樣像素的閃爍度是否超過一預定的門限值。
根據本發明的另一方面，提供了一種液晶顯示面板的檢測系統，包含一液晶顯示面板，用於顯示一測試圖樣畫面，所還液晶顯示面板另具有調整驅動電壓的一旋鈕；一光學取像裝置，用於擷取所述測試圖樣畫面；及一控制器，用於計算所述光學取像裝置所擷取畫面的灰階度變化而產主一閃爍度，並判斷該閃爍度是否超過一預定的門限值。


本發明將依照附圖來說明，其中圖1是本發明液晶顯示面板的檢測系統的示意圖。
圖2是本發明檢測裝置測量像素的灰階度變化曲線圖；圖3是本發明液晶顯示面板的檢測方法的流程圖。
圖4是本發明液晶顯示面板的測量灰階度的畫面取樣方式，及圖5(a)至(d)是本發明液晶顯示面板的檢測固定裝置的優選實施例的示意圖。
圖中符號說明10液晶顯示面板的檢測系統11，11a，11b、11』光學取像裝置12控制器14測試圖樣產生器51、51』固定架52、52』面板工作檯53迴轉機構57手動工具60、60』液晶顯示面板64、64』旋鈕
70操作者80自動旋轉機構具體實施方式
圖1是本發明液晶顯示面板檢測系統的示意圖，其是在液晶顯示面板60的上方設置一光學取像裝置11，一般多使用CCD或CMOS攝影機，該類攝影機規格上又可分為矩陣型或單一線型，還可區分為模擬或數字兩種信號輸出方式。利用測試圖樣產生生器14產主特定的測試圖樣，使得液晶顯示面板60顯示該測試圖樣畫面(frame)，此測試圖樣產生器14可與控制器12聯機或不聯機，同時固定在上方的光學取像裝置11會隨著時間連續的擷取該液晶顯示面板60的畫面，將送至控制器12(例如一般計算機與圖像擷取卡的組合)計算其灰階度的變化，並以曲線形式記錄下來。
以上所述的檢測系統10測量取樣畫面，將觀察到的其灰階度變化繪製成曲線圖，如圖2所示。圖中橫坐標為時間軸，縱坐標為光學取像裝置11所得圖像數位化後的亮度灰階度。很明顯地，該取樣畫面的灰階度並非一定值，是以近似正弦函數或三角波形的曲線作上下的灰階度變化。曲線上每點代表其中一次取樣畫面的灰階度，其中La與Lb可分別視為該曲線的廣義平均振幅及平均上下振幅值、而Lc一般有兩種定義，一種是灰階度的平均值，此時除非是完全上下相同波形，否則La≠Lb/2；另一種Lc是代表波峰a』與波谷b』值的平均值，此時La＝Lb/2。由該亮度變化曲線可得到類似的閃爍度的公式(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與M為係數，默認值分別為20與0，此K與M值是作為校正後仿真補償使用。振幅La或Lb愈大，表示閃爍的狀況愈嚴重，因此FL值會愈小。反之當振幅La或Lb愈小，表示閃爍狀況較佳，FL值會比較大。當然除了這六個公式以外，若能將閃爍度表示為Lc相對於La或Lb的比值的關係式皆為本發明的精神所在，並不限於以對數或自然對數表示的關係式。
本發明可利用此閃爍度的數值作為調整液晶顯示面板60的驅動電路的依據，而不是主差異性較大的人眼去觀察並完成調整。
圖3是本發明液晶顯示面板的檢測方法流程圖，依照步驟30，由測試圖樣產生器設定測試圖樣。步驟31，由液晶顯示面板顯示該測試圖樣，一般該測試圖樣是依照液晶顯示面板的驅動方式而設計，其目的是使最容易暴露其檢測缺點的畫面呈現出來。在步驟32，當液晶顯示面板呈現該測試圖形，取像裝置會隨著時間而進行該顯示畫面的光學取像，通常會連續取樣超過曲線一個完整周期的樣本數當液晶顯示面板依照測試圖樣命令每個像素顯示色階，而取像裝置將隨著時間進行該顯示面面的光學取像。在步驟33，由步驟32所取像的數據，測量畫面中取樣畫面的灰階度變化。在步驟34，由取樣像素的灰階度變化曲線可得到Lc、La及Lb等三個數值，將該兩個數值代入公式(一)、公式(二)、公式(三)、公式(四)、公式(五)或公式(六)，就能決定其閃爍度的數值，上述公式的選擇可由使用者來決定，至此已完成液晶顯示面板的閃爍現象的測量，接下來是進行調整的動作。
根據該閃爍度的數值並判斷其是否為最大值，如步驟35所示，若不是最大值表示未達到該液晶顯示面板的最佳狀態，因此需要調整相關的驅動電路，如步驟36所示。一般液晶顯示面板多提供調整共同電壓的旋鈕，當該共同電壓調整至最適當的數值時，將使得液晶旋轉的角度變化在像素的極性切換時儘量縮小，如此灰階度的變化幅度也將達最小化。調整後則以循環的方式，返回到步驟32再進行光學取像。反之，若步驟35的判決為是，將進行步驟37，判斷是否該閃爍度達到預設的門限值。若符合該門限值則表示該液晶顯示面板已調整為合格品，相反，則表示該液晶顯示面板既使經過調整仍為不良品。
圖4是本發明液晶顯示面板的測量灰階度的畫面取樣方式。整個液晶顯示面板的畫面61，可垂直或水平劃分為數個區域，區域數目最小為1，是作為測量閃爍度的不同範圍。以圖4為例，是將畫面61劃分四個垂直的測量區域611～614，接著由光學取像裝置11擷取圖像並送至控制器12。依所設定的測量區域，在完成曲線的做法上有兩種第一種是測量該區域所有像素的灰階度並計算其平均值，作成一灰階度變化曲線。第二種是抽取數條或一條掃描線62上的像素為測量目標。不同測量區域611～614內可分別求得La、Lb及Lc的值，並通過公式(一)～公式(六)決定其每個測量區域的閃爍度數值。由於液晶顯示面板的電路安排方式，畫面61上測量區域611～614的閃爍度並不一致。決定面板60的閃爍好壞與等級，一般會設定一個閃爍度的門限值，此門限值決定面板閃爍的容忍度，當然也可設定若干個閃爍度以判定等級的優劣。當區域數大於1時，則會有每區域的個別閃爍度值。此時，可利用平均各區域閃爍度值、最低的區域閃爍度值或其它方式以供判斷。
由於各製造廠商的液晶顯示面板60供調整共同電壓的旋鈕64位置不一，有的是與面板畫面在同一側如圖5(a)；而也有與面板畫面在不同側，如圖5(b)的液晶顯示面板60』。為能使液晶顯示面板的檢測系統都適用於這兩種型式的液晶顯示面板60及60』，需要採用兩套光學取像裝置11a及11b，以一上一下的方式架設在固定架51上，並分別位於面板工作檯52的兩側。該面板工作檯52的中央部分有一開口，可配合液晶顯示面板60』的顯示面朝下放置，並由下方的光學取像裝置11b擷取畫面。當然，操作者70仍可持手動工具57由上方轉動旋鈕64』，將畫面的閃爍現象調整至最輕微，如此考慮人體工程的檢測固定裝置會提高操作者70的工作效率。
另一種檢測固定裝置則僅使用一組光學取像裝置11』，並輔以一個可迴轉180°的固定架51』，此種方式正如圖5(c)及5(d)所示。該固定架51』於固定光學取像裝置11』，並與夾持該液晶顯示面板60或60』的面板工作檯52』相結合。另有一迴轉機構53控制該固定架51』進行180°迴轉的運動，而該迴轉機構53可使用一般迴轉汽缸，或是致動器與軸傳動元件的組合件。
當調整共同電壓的旋鈕64與顯示面在同一側時，可便液晶顯示面板60的顯示面朝上放置在畫板工作檯52』，如圖5(c)所示。此時操作者70可持手動工具57從上方轉動旋鈕64，或者是利用一自動旋轉機構80執行調整的工作，將畫面的閃爍現象降至最輕微。也就是當閃爍度的數值達最大值時，就停止轉動旋鈕64的動作，然而如圖5(d)所示，當調整共同電壓的旋鈕64』與顯示面不在同一側，且液晶顯示面板60』的顯示而朝下放置在面板工作檯52』上，此時可通過迴轉機構53將固定架51』迴轉180°，因此光學取像裝置11』會轉到液晶顯示面板60』的下方，而操作者70或自動旋轉機構80即可以在相同的位置轉動旋鈕64』。當然，可以由系統回饋信號命令自動旋轉機構80將旋鈕64』轉至最佳的位置。
本發明的技術內容及技術特點已揭示如上，然而本領域的熟練技術人員仍可能基於本發明的教示及揭示而作種種不背離本發明精神的替換及修飾。回此。本發明的保護範圍應不限於實施例所揭示的，而應包括各種不背離本發明的替換及修飾，井為本申請的權利要求書所涵蓋。
權利要求
1.一種液晶顯示面板的檢測方法，包含下列步驟提供一液晶顯示面板；驅動該液晶顯示面板以顯示一測試圖樣畫面；設定該畫面取樣及測量的方式；以光學取像的方式記錄該液晶顯示面板的畫面；分析該取樣畫面的灰階度變化；及通過該灰階度變化的振幅與中心值的比值以判斷該取樣像素的閃爍度是否超過一預定的門限值。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述光學取像方式是使用一CCD攝影機，CMOS攝影機、單一線型攝影機或矩陣型攝影機。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述測試圖樣是由一測試圖樣產生器所產生，再通過一顯示驅動接口以驅動所述液晶顯示面板呈現該測試圖樣畫面。
4.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝K/Lb+M所決定，Lb代表所述灰階度變化的上下平均振幅，K與M為係數。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝K/La+M所決定，La代表所述灰階度變化的平均振幅，K與M為係數。
6.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/La+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，La代表該灰階度變化的平均振幅，K與M為係數。
7.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/Lb+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，Lb代表所述灰階度變化的上下平均振幅，K與M為係數。
8.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb/2)+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，Lb代表所述灰階度變化的正負平均振幅，K與M為係數。
9.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb-La)+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，La代表所述灰階度變化的平均振幅，Lb代表所述灰階度變化的正負平均振幅，K與M為係數。
10.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於其另包含一調整所述液晶顯示面板的驅動電壓，使所述閃爍度高於所述門限值的步驟。
11.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於其另包含下列步驟判斷所述閃爍度是否達最大值；及若未達最大值，則調整所述液晶顯示面板的驅動電壓。
12.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於其另包含判斷所述閃爍度的最大值是否超過所述門限值的步驟。
13.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述測試圖樣畫面取樣及測量的方式是將該畫面劃分成數個測量區域。
14.根據權利要求1所述的液晶顯示面板的檢測方法，其特徵在於所述測試圖樣畫面取樣及測量的方式是選擇至少一條掃瞄線。
15.一種液晶顯示面板的檢測系統，包含一液晶顯示面板，用於顯示一測試圖樣畫面，所還液晶顯示面板另具有調整驅動電壓的一旋鈕；一光學取像裝置，用於擷取所述測試圖樣畫面；及一控制器，用於計算所述光學取像裝置所擷取畫面的灰階度變化而產主一閃爍度，並判斷該閃爍度是否超過一預定的門限值。
16.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述光學取像裝置是使用一CCD攝影機，CMOS攝影機、單一線型攝影機或矩陣型攝影機。
17.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是灰階度變化的振幅本身或振幅與中心值的比值的關係式。
18.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝K/Lb+M所決定，Lb代表所述灰階度變化的上下平均振幅，K與M為係數。
19.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝K/La+M所決定，La代表該灰階度變化的平均振幅，K與M為係數。
20.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/La+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值，或波峰與波谷的平均值，La代表所述灰階度變化的平均振幅，K與M為係數。
21.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/Lb+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，Lb代表所述灰階度變化的上下平均振幅，K與M為係數。
22.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb/2)+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，Lb代表所述灰階度變化的正負平均振幅，K與M為係數。
23.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於所述閃爍度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb-La)+M所決定，Lc代表所述灰階度變化的中心值或波峰與波谷的平均值，La代表所述灰階度變化的平均振幅，Lb代表所述灰階度變化的正負平均振幅，K與M為係數。
24.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於其另包含一測試圖樣產生器，用於產生所述測試圖樣。
25.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於其另包含一可迴轉180度的固定架，用於調整所述光學取像裝置的位置。
26.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於其另包含一光學取像裝置，所述兩個光學取像裝置是設置於所述液晶顯示面板的檢測位置的兩側。
27.根據權利要求15所述的液晶顯示面板的檢測系統，其特徵在於其另包含一自動旋轉機構，用以調整所述旋鈕。
全文摘要
本發明公開了一種液晶顯示面板的檢測方法及其系統，其是通過光學取像以擷取液晶顯示面板的若干個圖像畫面的灰階度變化曲線，由該灰階度變化曲線的振幅及中心值可決定圖像畫面的閃爍度。本發明可依據所得到的閃爍度的數值高低，而調整液晶顯示面板的驅動電路的電位，以消除人眼所能察覺的閃爍現象。
文檔編號G01N21/84GK1519560SQ0310340
公開日2004年8月11日 申請日期2003年1月24日 優先權日2003年1月24日
發明者汪光夏, 蘇家禾, 蕭武域, 陳振慶 申請人:牧德科技股份有限公司