CN109752871B - 一种测试显示面板透过率的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试显示面板透过率的设备及方法。该设备包括光线发生器，用于产生检测光线；第一模拟单元，设置在光线发生器的出光路径上，用于根据施加的灰阶电压对检测光线进行调制，并产生对应的调制光线；第二模拟单元，设置在第一模拟单元的出光路径上，第二模拟单元包括遮光区域和透光区域，第二模拟单元遮挡和透过调制光线；亮度探测器，设置在第二模拟单元的出光侧，用于探测第二模拟单元出光侧的亮度。通过设置该设备的各项参数，可以使该设备等效于待测显示面板，从而，通过测试该设备的透过率可以评估待测显示面板的透过率，降低了研发成本，缩短了研发周期。

Description

一种测试显示面板透过率的设备及方法

技术领域

本发明涉及显示面板测试技术领域，具体涉及一种测试显示面板透过率的设备及方法。

背景技术

液晶显示面板是目前大规模使用的显示器件，其具有色域高、轻薄化、响应时间快等一系列优点，在理论研究以及实际工艺方面都有着成熟的技术。液晶显示面板的显示基本原理是利用液晶对偏振光的偏振态调制来实现显示。一张液晶显示面板需要上下两张偏振片，液晶改变光线的偏振态，使得部分偏振光可以出射，部分偏振光无法出射。在对液晶显示面板的进一步研究中，出现了一些利用液晶改变光线角度来实现显示功能的显示面板，从而减少了偏振片的使用，降低了器件成本，扩展了器件的应用范围。

对于一些无偏振片的显示面板设计，需要提前评估设计模型的准确性、加工偏差对面板以及面板透过率的影响。为了评估无偏振片的显示面板的透过率，在显示面板的设计过程中，往往需要制作测试样品来对显示面板进行一系列的光学测试。这样的测试方法，增加了研发成本，延长了研发周期。

发明内容

本发明实施例的目的是，提供一种测试显示面板透过率的设备及方法，以避免制作显示面板样品进行一些列光学测试，降低了研发成本、缩短了研发周期。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种测试显示面板透过率的设备，包括：

光线发生器，用于产生测试所需的检测光线；

第一模拟单元，设置在所述光线发生器的出光路径上，用于根据施加的灰阶电压对照射到其上的检测光线进行调制，并产生对应的调制光线；

第二模拟单元，设置在所述第一模拟单元的出光路径上，所述第二模拟单元包括遮光区域和透光区域，所述第二模拟单元遮挡和透过所述调制光线；

亮度探测器，设置在所述第二模拟单元的出光侧，用于探测所述第二模拟单元出光侧的亮度。

可选地，所述第二模拟单元包括第一光学元件以及设置在所述第一光学元件上的吸光体，所述吸光体用于遮挡所述调制光线，所述第一光学元件上位于所述吸光体之外的区域用于透过所述调制光线并将透过的光线进行汇聚。

可选地，当所述灰阶电压为0灰阶电压时，所述第一模拟单元产生的调制光线完全照射在所述吸光体上。

可选地，所述第一模拟单元包括对盒设置的第一基底和第二基底，以及位于所述第一基底和所述第二基底之间的第一液晶层，在0灰阶电压下，所述第一模拟单元透射光线，在非0灰阶电压下，所述第一模拟单元将照射到其上的光线调制为发散光线。

可选地，所述第一模拟单元还包括依次设置在所述第一基底的朝向所述第一液晶层一侧上的第一电极、第一绝缘层和第二电极，所述第一电极为板状电极，所述第二电极包括多个间隔设置的条状电极。

可选地，所述第一光学元件为平凸透镜，所述第一光学元件的平面侧朝向所述第一模拟单元，所述吸光体贴附在所述第一光学元件的平面一侧上。

可选地，所述光线发生器、所述吸光体均位于所述第一光学元件的中心轴线上。

可选地，所述光线发生器包括光源以及设置在所述光源出光路径上的光路转换器，所述检测光线为自所述光路转换器出射的准直光线。

可选地，所述光线发生器包括光源、设置在所述光源出光路径上的光路转换器以及设置在所述光路转换器出光路径上的第二光学元件，所述检测光线为自所述第二光学元件出射的汇聚光线。

可选地，所述第二光学元件为平凸透镜，所述第二光学元件的平面侧朝向所述第一模拟单元。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种测试显示面板透过率的方法，采用以上所述的设备测试显示面板透过率，所述方法包括：

获得所述遮光区域的漏光量L’；

向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax；

根据检测光线亮度L_入、所述漏光量L’和所述最大亮度Lmax获得显示面板在第一灰阶电压的透过率。

可选地，所述获得所述遮光区域的漏光量L’，包括：

向所述第一模拟单元施加0灰阶电压；

调节所述光线发生器以调节所述检测光线光束的大小，使得所述第一模拟单元产生的调制光线完全照射在所述遮光区域上；

采用亮度探测器测量靠近遮光区域位置的亮度值，该亮度值即为遮光区域的漏光量L’。

可选地，所述向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax，包括：

向所述第一模拟单元施加第一灰阶电压，透过所述第二模拟单元透光区域的光线在所述第二模拟单元的出光侧汇聚；

移动亮度探测器，获得第二模拟单元出光侧最小光斑位置的亮度，该最小光斑位置的亮度即为所述第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax。

可选地，所述根据检测光线亮度L_入、所述漏光量L’和所述最大亮度Lmax获得显示面板在第一灰阶电压的透过率α，

α＝(Lmax-L’)/L_入。

本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，通过设置该设备的各项参数，可以使得该设备等效于待测显示面板，从而，通过测试该设备的透过率便可以获得待测显示面板的透过率，达到提前评估显示面板性能的目的。本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，只需要制作显示面板中的一部分结构即第一模拟单元进行光学测试，相比于制作整个显示面板样品进行光学测试，降低了研发成本，缩短了研发周期。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为一种显示面板的结构示意图；

图2为图1所示显示面板在亮态下的光路示意图；

图3为本发明第一实施例测试显示面板透过率的设备的结构示意图；

图4为图3中第一模拟单元的结构示意图；

图5为本发明第二实施例中向第一模拟单元施加第一灰阶电压时的光路示意图；

图6为另一实施例中显示面板的结构示意图；

图7为图6所示显示面板在亮态下的光路示意图；

图8为本发明第二实施例测试显示面板透过率的设备的结构示意图；

图9为本发明第二实施例中向第一模拟单元施加第一灰阶电压时的光路示意图；

图10示出了第一光学元件和第二光学元件的结构示意图。

附图标记说明：

10—下基板； 11—第三基底； 12—取光光栅；

13—平坦层； 14—第三电极； 15—第二绝缘层；

16—第四电极； 20—上基板； 21—第四基底；

22—彩膜结构层； 221—彩膜； 222—黑矩阵；

23—隔垫层； 30—第二液晶层； 40—光线发生器；

41—光源； 42—光路转换器； 50—第一模拟单元；

51—第一基底； 52—第一电极； 53—第一绝缘层；

54—第二电极； 55—第一液晶层； 56—第二基底；

62—第一光学元件； 61—吸光体； 70—亮度探测器；

80—第二光学元件； 100—液晶控制层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为一种显示面板的结构示意图。如图1所示，该显示面板包括对盒设置的下基板10、上基板20以及位于下基板10和上基板20之间的液晶控制层100。上基板20可以包括第四基底21以及设置在第四基底21的朝向第一液晶层30一侧上的彩膜结构层22。彩膜结构层22包括彩膜221以及位于相邻彩膜221之间的黑矩阵222。显示面板还包括设置在上基板20的朝向液晶控制层100一侧上的隔垫层23。下基板10包括第三基底11和设置在第三基底11上的取光光栅12，取光光栅12与黑矩阵222相对应。下基板10还包括设置在取光光栅12上的平坦层13。液晶控制层100包括依次设置在平坦层13上的第三电极14、绝缘层15、第四电极16和第二液晶层30。第三电极14为板状电极，第四电极16包括多个间隔设置的条状电极。

如图1所示，侧入式背光在第三基底11中全反射传播，取光光栅12设置为准直取光结构，因此，取光光栅12可以取出准直光线，黑矩阵222位于取光光栅12的正上方。图1示出了显示面板在暗态下的光路示意图，如图1所示，在暗态下(0灰阶)，第三电极14和第四电极16之间不存在电场，第二液晶层30中的液晶分子未被驱动，第二液晶层30中的液晶分子的长轴垂直于面板。因此，在暗态下，取光光栅12取出的准直光线可以穿透第二液晶层30出射到对应的黑矩阵222上而被黑矩阵222遮挡，从而，没有光线可以透过彩膜结构层22而出射到显示面板上方。

图2为图1所示显示面板在亮态下的光路示意图。如图2所示，在亮态下，对第四电极16施加驱动电压，对第三电极14施加公共电压，则第二液晶层30中的液晶被第四电极16和第三电极14之间的电场驱动，液晶在电场驱动作用下发生偏转，等效光程差为拱形光栅结构。拱形光栅结构可以将光线打散，从而，取光光栅12取出的准直光线经过第二液晶层30后，准直光线被打散，使得有光线通过黑矩阵222两侧的彩膜221射出，实现亮态显示，容易理解的是，通过改变第四电极16上的驱动电压可以改变拱形光栅的拱高，从而调整拱形光栅结构的打散能力，实现灰阶调控。

为了评估图1所示显示面板的透过率，通常需要制作如图1所示显示面板样品进行一系列的光学测试，这就导致研发成本增加以及研发周期延长。

为了解决以上技术问题，本发明实施例提出了一种测试显示面板透过率的设备及方法。该测试显示面板透过率的设备包括光线发生器，用于产生测试所需的检测光线；第一模拟单元，设置在所述光线发生器的出光路径上，用于根据施加的灰阶电压对照射到其上的检测光线进行调制，并产生对应的调制光线；第二模拟单元，设置在所述第一模拟单元的出光路径上，所述第二模拟单元包括第一光学元件以及设置在所述第一光学元件上的吸光体，所述吸光体用于遮挡所述第一模拟单元在0灰阶电压下产生的调制光线，所述第一光学元件上位于所述吸光体之外的区域用于通过光线；亮度探测器，设置在所述第二模拟单元的出光侧，用于探测所述第二模拟单元出光侧的亮度。

本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，通过设置该设备的各项参数，可以使得该设备等效于待测显示面板，从而，通过测试该设备的透过率便可以获得待测显示面板的透过率，达到提前评估显示面板性能的目的。本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，只需要制作显示面板中的一部分结构即第一模拟单元进行光学测试，相比于制作整个显示面板样品进行光学测试，降低了研发成本，缩短了研发周期。

下面将通过具体的实施例详细介绍本发明的技术内容。

第一实施例：

图3为本发明第一实施例测试显示面板透过率的设备的结构示意图。如

图3所示，该设备包括光线发生器40、第一模拟单元50、第二模拟单元60和亮度探测器70。光线发生器40用于产生测试所需的检测光线。第一模拟单元50设置在光线发生器40的出光路径上。第一模拟单元50用于根据施加的灰阶电压对照射到第一模拟单元50上的检测光线进行调制，并产生对应的调制光线。第二模拟单元60设置在第一模拟单元50的出光路径上。第二模拟单元60包括遮光区域和透光区域，第二模拟单元60通过遮光区域和透光区域分别遮挡和透过调制光线，也就是说，第二模拟单元的遮光区域遮挡光线，避免光线透过，第二模拟单元的透光区域透光光线。亮度探测器70设置在第二模拟单元的出光侧，用于探测第二模拟单元出光侧的亮度。

本发明实施例的测试显示面板透过率的设备，通过设置该设备的各项参数，可以使得该设备等效于待测显示面板，从而，通过测试该设备的透过率便可以获得待测显示面板的透过率，达到提前评估显示面板性能的目的。本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，只需要制作显示面板中的一部分结构即第一模拟单元进行光学测试，相比于制作整个显示面板样品进行光学测试，降低了研发成本，缩短了研发周期。

为了在第二模拟单元中形成遮光区域和透光区域，如图3所示，第二模拟单元包括第一光学元件62以及设置在第一光学元件62上的吸光体61。吸光体61能够遮挡第一模拟单元50出射的调制光线，因此，吸光体61所在的区域即为遮光区域，第一光学元件上位于吸光体61之外的区域形成透光区域，在图3中，透光区域位于吸光体61的上、下两侧。第一光学元件62上位于吸光体61之外的区域即透光区域用于透过光线并将透过的光线进行汇聚。

这样的结构，在第二模拟单元出光侧出射的光线为汇聚光线，方便了亮度探测器对出光侧光线亮度进行探测。

图4为图3中第一模拟单元的结构示意图。如图4所示，第一模拟单元50包括对盒设置的第一基底51和第二基底52，以及位于第一基底51和第二基底52之间的第一液晶层55。向第一模拟单元施加0灰阶电压时，第一模拟单元可以使照射到其上的检测光线直接透射过去，而不会改变检测光线的传播方向。因此，第一模拟单元在0灰阶电压下对检测光线调制后，产生的调制光线与检测光线的方向相同。向第一模拟单元施加非0灰阶电压时，第一模拟单元50将照射到第一模拟单元50上的检测光线调制为发散光线，如图4所示。第一模拟单元50还包括依次设置在第一基底51的朝向第一液晶层55一侧上的第一电极52、第一绝缘层53和第二电极54。第一电极52为板状电极，第二电极54包括多个间隔设置的条状电极，如图4所示。

当第一模拟单元50处于暗态时即向第一模拟单元施加0灰阶电压时，第一电极52和第二电极54之间不存在电场，第一液晶层55中的液晶分子未被驱动，光线发生器40产生的检测光线直接透过第一模拟单元50照射在吸光体61上，如图3所示。从而，当向第一模拟单元施加0灰阶电压时，第一模拟单元50产生的调制光线完全照射在吸光体61上，被吸光体61遮挡，从而，第二模拟单元60的出光侧没有光线射出。

图5为本发明第一实施例中向第一模拟单元50施加非0灰阶电压时的光路示意图。当分别向第一电极52和第二电极54施加非0灰阶对应的电压时，第一液晶层55在第一电极52和第二电极54之间的电场驱动下等效为可以将光线打散的液晶透镜，使得入射到第一模拟单元50的检测光线经过第一模拟单元50的调制后转化为发散光线，并从第一模拟单元50的另一侧射出。从第一模拟单元50出射的发散光线可以通过第一光学元件62的透光区域即位于吸光体61上下两侧的区域出射到第一光学元件62的出光侧，并在第一光学元件62的出光侧汇聚，如图5所示。

为了更容易控制光线的方向和大小，方便透过率测试，在本实施例中，光线发生器40包括光源41以及设置在光源41光路路径上的光路转换器42。光源41出射的光线经过光路转换器42后，产生准直光线，因此，检测光线为自光路转换器42出射的准直光线。为了有利于准直光线的产生，在本实施例中，光源41可以为准直光源，光路转换器42可以为扩束镜或缩束镜。在其它实施例中，光源41也可以为非准直光源，光路转换器42为准直透镜，以使得光源41出射的光线经过光路转换器42后，产生准直光线。

为了提高透过率的测试准确性，在本实施例中，如图3所示，光线发生器40和亮度探测器70均位于第一光学元件62的中心轴线上。吸光体61也位于第一光学元件62的中心轴线上。也就是说，光线发生器40产生的准直光束的中心、亮度探测器70的探测点均位于第一光学元件62的中心轴线上，吸光体61的中心也位于第一光学元件62的中心轴线上。亮度探测器70可以沿第一光学元件62的中心轴线向靠近或远离第一光学元件62的方向移动。这样的设置方式，有利于亮度探测器70探测第二模拟单元60出光侧的亮度。

本发明实施例还提出了采用图3所示设备测试显示面板透过率的方法，包括：

S11：获得遮光区域的漏光量L’，具体为：

向第一模拟单元50施加0灰阶电压；调节光线发生器40以调节检测光线光束的大小，使得光线发生器40产生的检测光线经过第一模拟单元50调制后的调制光线完全照射在吸光体61上，即使得吸光体61遮挡自第一模拟单元50出射的所有光线，如图3所示。具体地，可以调节光路转换器42以调节光线发生器40产生的检测光线光束的大小，使得检测光线透射过第一模拟单元50后的光线完全照射在吸光体61上而被吸光体61遮挡。当第一模拟单元50在暗态下，光线可以直接透过第一模拟单元50，因此，此时第一模拟单元50不会改变检测光线的传播方向。

移动亮度探测器70至第一位置A，亮度探测器70在第一位置A处获得L’，第一位置A为位于第一光学元件62出光侧无限靠近吸光体61的位置，因此，亮度值L’即为吸光体61的漏光亮度即遮光区域的漏光量L’。

S12：向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax，具体为：

向第一模拟单元50施加第一灰阶电压，第一模拟单元50对照射到其上的检测光线进行调制，产生与第一灰阶电压对应的调制光线。调制光线为发散光线，因此，一部分调制光线被吸光体61遮挡，一部分调制光线可以透过第一光学元件62上位于吸光体61之外的区域即透光区域，并在第二模拟单元的出光侧汇聚，如图5所示。

移动亮度探测器70，获得亮度探测器70在第二模拟单元出光侧最小光斑位置的亮度。由于第二模拟单元出光侧的光线为汇聚光线，因此，最小光斑位置的亮度即为第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax。Lmax即为第一模拟单元50在第一灰阶电压下，测试设备的透光亮度值。

S13：根据检测光线亮度L_入、漏光量L’和最大亮度Lmax获得显示面板在第一灰阶电压的透过率α。

光线发生器40产生的检测光线的亮度为L_入，那么该设备在第一灰阶电压的透过率为α，则α＝(Lmax-L’)/L_入。

为了获得最大亮度值Lmax，可以根据光线的物像关系理论计算出像点位置，采用亮度探测器测得像点位置的亮度值即为最大亮度值。

当向第一模拟单元50施加第一灰阶电压时，第一模拟单元50的第一电极52和第二电极54分别被施加第一灰阶对应的电压，第一液晶层55在第一电极52和第二电极54之间的电场驱动下等效为可以将光线打散的液晶棱镜(此时的第一灰阶为非0灰阶)，如图4所示。从而，当光线发生器40发出的检测光线透过第一模拟单元50时，光线被打散，因此，透过第一模拟单元50后的发散光线可以通过第一光学元件62的位于吸光体61上下两侧的区域出射到第一光学元件62的出光侧，并在第一光学元件62的出光侧汇聚。为了获得最大亮度值Lmax，可以采用反复移动亮度探测器70位置的方法，获得光斑最小位置即为亮度最大位置，因此，亮度探测器70在光斑最小位置时探测的亮度值即为测试设备在第一灰阶时的透光亮度值Lmax。

图3示出了第一灰阶为0灰阶时测试设备的光路示意图。在0灰阶下，第一电极52和第二电极54之间不存在电场，光线发生器40产生的检测光线透过第一模拟单元50后照射到吸光体61上，并被吸光体61遮挡。在第一光学元件62的右侧移动亮度探测器70，在第二位置B处获得Lmax＝L0，L0即为第一模拟单元50在0灰阶时测试设备的透光量。此时，测试设备的透过率为(L0-L’)/L_入。容易理解的是，L0-L’为本发明实施例设备的漏光亮度，也就是说，本发明实施例设备在0灰阶时的透过率即为本发明实施例设备的漏光率。

图5示出了第一灰阶为255灰阶时测试设备的光路示意图，在255灰阶下，第一模拟单元50的第一电极52和第二电极54分别被施加255灰阶对应的电压，第一液晶层55在第一电极52和第二电极54之间的电场驱动下等效为可以将光线打散的液晶棱镜。从而，当光线发生器40发出的检测光线照射到第一模拟单元50上时，第一模拟单元50对光线进行调制，在第一模拟单元50的出光侧产生调制光线，调制光线为发散光线，因此，一部分调制光线被吸光体61遮挡，一部分调制光线通过第一光学元件62的位于吸光体61山下两侧的区域即透光区域出射到第一光学元件62的出光侧，并在第一光学元件62的出光侧汇聚。移动亮度探测器70，在第三位置C即光斑最小位置获得Lmax＝L255。L255即为第一模拟单元50在255灰阶时测试设备的透光量。此时，测试设备在255灰阶的透过率为(L255-L’)/L_入。通过将第一灰阶设置为不同的灰阶值，可以获得测试设备对应灰阶的透过率。

采用本发明实施例的测试显示面板透过率的设备可以测试如图1所示显示面板的透过率，详细过程说明如下：

使第一模拟单元50等效于图1所示显示面板中的液晶控制层100，具体地，将第一模拟单元50的第一液晶层55设置为与图1所示显示面板的第二液晶层30完全相同，具体可以包括，第一液晶层55的液晶层厚度与第二液晶层30的液晶层厚度相同，第一液晶层55的液晶层工作状态与第二液晶层30的液晶层工作状态相同等。将第一模拟单元50的第一电极52、第一绝缘层53和第二电极54的结构和材质设置为与图1所示显示面板的第三电极14、绝缘层15以及第四电极16的结构和材质相同，具体可以包括，第二电极54和第四电极16的条状电极的宽度、周期等相同。

图3中的光线发生器40可以等效为图1中的取光光栅12，以实现一定口径的准直光线。第一光学元件62上的吸光体61可以等效为图1中的黑矩阵222，第一光学元件62的位于吸光体61上下两侧的区域可以等效为图1中的彩膜221，光线可以从第一光学元件62的位于吸光体61上下两侧区域出射。由于主要是对图1所述显示面板进行亮度评估，因此，在这里并未考虑彩膜221的色域参数，而是将彩膜看做透明膜。将图3中的吸光体61与第一模拟单元50之间的距离d1等效为图1中黑矩阵222下侧面与第二液晶层30上侧面之间的距离d2，在本实施例中，在图1中，d2为隔垫层23的厚度。

为了测试图1所示显示面板的透过率，需要依据图1所示显示面板的设计参数，将光线发生器40的出光口径与取光光栅12口径的比例、吸光体61尺寸与黑矩阵222尺寸的比例、第一光学元件62的位于吸光体61上下两侧区域宽度与彩膜221区域宽度的比例、吸光体61与第一模拟单元50之间的距离d1与隔垫层23厚度d2的比例均设置为相等，即将显示面板的各项参数等比例放大为图3所示测试设备的参数。从而，图3所示的测试设备便可以等效为图1所示的显示面板。

容易理解的是，由于在等效中并未考虑彩膜221的色域参数，因此，通过本发明实施例的设备获得透过率后，需要考虑彩膜的色域参数，从而估算出图1所示显示面板的实际透过率。如果彩膜的透过率为Φ，那么，显示面板在第一灰阶的透过率为[(Lmax-L’)/L_入]×Φ。

采用本发明实施例的测试设备进行透过率测试的步骤便可以测试出图1所示显示面板在对应灰阶下的透过率，不再需要制作图1所示的显示面板样品进行一些列的光学测试，降低了研发成本，缩短了研发周期。

在将本发明实施例的测试设备等效为图1所示显示面板时，为了方便吸光体61设置在第一光学元件62上，第一光学元件62可以为平凸透镜，如图10所示，第一光学元件62的平面侧朝向第一模拟单元50。将吸光体61贴附在第一光学元件62的平面一侧上，不仅有利于吸光体61的贴附，而且保证了吸光体61与光线偏析面共面，有利于吸光体61、第一光学元件62与黑矩阵、彩膜之间的等效。

本实施例提出的测试显示面板透过率的设备及方法，通过设置该设备的各项参数，可以使得该设备等效于待测显示面板，从而，通过测试该设备的透过率便可以获得待测显示面板的透过率，达到提前评估显示面板性能的目的。同时，本实施例提出的测试显示面板透过率的设备，只需要制作显示面板中的一部分结构即第一模拟单元进行光学测试，相比于制作整个显示面板样品进行光学测试，降低了研发成本，缩短了研发周期。

第二实施例：

图6为另一实施例中显示面板的结构示意图。图6示出了显示面板在暗态下的光路示意图。图6所示显示面板与图1所示显示面板不同的是，在图6所示显示面板中，取光光栅12’设置为汇聚取光结构，因此，取光光栅12’可以取出汇聚光线。黑矩阵222’位于取光光栅12’的正上方。如图6所示，在暗态下，第三电极14和第四电极16均不带电，第二液晶层30中的液晶分子未被驱动。黑矩阵222’遮挡取光光栅12’取出的汇聚光线，没有光线可以透过彩膜221’出射到显示面板上方。由于取光光栅12’取出的光线为汇聚光线，因此，黑矩阵222’的尺寸可以相对于图1中的黑矩阵222的尺寸缩小，从而使得彩膜221’相对于图1中的彩膜221的尺寸增大，有利于提升显示面板的亮度，有利于实现显示面板性能的优化。

图7为图6所示显示面板在亮态下的光路示意图。如图7所示，由于黑矩阵222’的尺寸更小，从而，彩膜221’的尺寸变大，有更多的光线通过彩膜221’出射到显示面板的另一侧，提升了显示面板的亮度和透过率。

为了测试图6所示显示面板的透过率，本发明第二实施例提出了一种测试显示面板透过率的设备。

图8为本发明第二实施例测试显示面板透过率的设备的结构示意图。与第一实施例不同的是，在本实施例中，如图8所示，光线发生器40还包括设置在光路转换器42出光路径上的第二光学元件80。这样的设备，光线发生器40产生的检测光线为由第二光学元件80射出的汇聚光线，在第一模拟单元50处于暗态下，第二光学元件80射出的汇聚光线直接透过第一模拟单元50后仍旧为汇聚光线，汇聚光线完全照射到吸光体61’上。由于照射到吸光体61’上的光线为汇聚光线，从而，吸光体61’的尺寸可以小于图3中吸光体61的尺寸。

在本实施例中，如图8所示，第一模拟单元50与第一实施例中的第一模拟单元的等效效果相同。

采用图8所示测试设备进行透过率测试的方法与第一实施例中的测试方法相同，在此不再赘述。

采用本发明实施例的测试显示面板透过率的设备可以测试如图6所示显示面板的透过率，详细过程说明如下：

在本实施例中，如图8所示，光线发生器40可以等效为图6中的取光光栅12’或类似具有汇聚功能的光学结构。第一光学元件62上的吸光体61’可以等效为图6中的黑矩阵222’，第一光学元件62的位于吸光体61’上下两侧的区域可以等效为图6中的彩膜221’，光线可以从吸光体61’上下两侧出射。由于主要是对图1所述显示面板进行亮度评估，因此，在这里并未考虑彩膜221的色域参数，而是将彩膜看做透明膜。将图8中的吸光体61’与第一模拟单元50之间的距离d1’等效为图6中黑矩阵222’下侧面与第二液晶层30上侧面之间的距离，即为图6中隔垫层23的厚度。

为了测试图6所示显示面板的透过率，需要依据图6所示显示面板的设计参数，将光线发生器40的出光口径与取光光栅12’口径的比例、吸光体61’尺寸与黑矩阵222’尺寸的比例、第一光学元件62的位于吸光体61’上下两侧区域宽度与彩膜221’区域宽度的比例、吸光体61’与第一模拟单元50之间的距离d1’与隔垫层23厚度d2的比例均设置为相等，即将显示面板的各项参数等比例放大为图8所示测试设备的参数。从而，图8所示的测试设备便可以等效为图6所示的显示面板。

采用图8所示设备测试图6所示显示面板透过率的过程如下：

S21：获得遮光区域的漏光量L’，具体为：

向第一模拟单元50施加0灰阶电压；调节光线发生器40以调节检测光线光束的大小，使得光线发生器40产生的检测光线经过第一模拟单元50调制后的调制光线完全照射在吸光体61’上。具体地，可以调节光路转换器42来调节由光路转换器42出射的准直光线光束的大小，进而调节光线发生器40产生的检测光线光斑的大小，使得检测光线透射过第一模拟单元50后的光线完全照射在吸光体61’上。当第一模拟单元50在暗态下，光线可以直接透过第一模拟单元50，因此，此时第一模拟单元50不会改变检测光线的传播方向。

移动亮度探测器70至第一位置A’，亮度探测器70在第一位置A’处获得L’，第一位置A’为无限靠近吸光体61’的位置，因此，亮度值L’即为吸光体61’的漏光亮度值。

图8示出了第一灰阶为0灰阶时测试设备的光路示意图。在0灰阶下，第一电极52和第二电极54之间不存在电场，光线发生器40产生的检测光线透过第一模拟单元50后照射到吸收体61’上，并被吸光体61’遮挡。在第一光学元件62的右侧移动亮度探测器70，在第二位置B’处获得Lmax＝L0，L0即为第一模拟单元50在0灰阶时测试设备的透光量。此时，测试设备的透过率为(L0-L’)/L_入。容易理解的是，L0-L’为本发明实施例设备的漏光亮度，也就是说，本发明实施例设备在0灰阶时的透过率即为本发明实施例设备的漏光率。

S22：向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax，具体为：

图9为本发明第二实施例中向第一模拟单元施加第一灰阶电压时的光路示意图。向第一模拟单元50施加第一灰阶电压，第一模拟单元50对照射到其上的检测光线进行调制，产生与第一灰阶电压对应的调制光线。调制光线为发散光线，因此，一部分调制光线被吸光体61’遮挡，一部分调制光线可以透过第一光学元件62上位于吸光体61’之外的区域即透光区域，并在第二模拟单元的出光侧汇聚，如图9所示。

图9为本发明第二实施例中向第一模拟单元施加第一灰阶电压时的光路示意图。在图9中，第一灰阶为255灰阶。在255灰阶下，第一模拟单元50的第一电极52和第二电极54分别被施加255灰阶对应的电压，第一液晶层55在第一电极52和第二电极54之间的电场驱动下可以等效为可以将光线打散的液晶棱镜。从而，当光线发生器40发出的汇聚的检测光线照射到第一模拟单元50上时，第一模拟单元50对光线进行调制，在第一模拟单元50的出光侧产生发散光线，因此，一部分调制光线被吸光体61遮挡，一部分调制光线透过第一光学元件62的位于吸光体61’上下两侧的区域出射到第一光学元件62的右侧，并在第一光学元件62的右侧汇聚。

移动亮度探测器70，在第三位置C’即光斑最小位置获得Lmax＝L255。L255即为第一模拟单元50在255灰阶时测试设备的透光量。此时，测试设备的透过率为(L255-L’)/L_入。通过将第一灰阶设置为不同的灰阶值，可以获得测试设备对应灰阶的透过率。

容易理解的是，由于在等效中并未考虑彩膜221’的色域参数，因此，通过本发明实施例的设备获得透过率后，需要考虑彩膜的色域参数，从而估算出图6所示显示面板的实际透过率。如果彩膜的透过率为Φ，那么，显示面板的透过率为[(Lmax-L’)/L_入]×Φ。

图10示出了第一光学元件和第二光学元件的结构示意图。在将本发明实施例的设备等效为图6所示显示面板时，为了方便吸光体61’设置在第一光学元件62上，第一光学元件62可以为平凸透镜，如图10所示，第一光学元件62的平面侧朝向第一模拟单元50。将吸光体61’贴附在第一光学元件62的平面一侧上，不仅有利于吸光体61的贴附，而且保证了吸光体61与光线偏析面共面，有利于吸光体61、第一光学元件62与黑矩阵、彩膜之间的等效。

为了有利于光线的汇聚和传播，第二光学元件80的中心轴线与第一光学元件62的中心轴线重合。为了方便设置第一模拟单元50，第二光学元件80可以为平凸透镜，第二光学元件80的平面侧朝向第一模拟单元50。第一模拟单元50可以贴附在第二光学元件80的平面一侧上。

需要理解的是，在本发明具体实施方式的描述中，“暗态”指0灰阶状态，“亮态”指非0灰阶状态。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种测试显示面板透过率的设备，其特征在于，设置为测试待测显示面板的透过率，所述待测显示面板包括：取光光栅、黑矩阵、彩膜和隔垫层，所述测试显示面板透过率的设备包括：

光线发生器，用于产生测试所需的检测光线；

第一模拟单元，设置在所述光线发生器的出光路径上，用于根据施加的灰阶电压对照射到其上的检测光线进行调制，并产生对应的调制光线；

第二模拟单元，设置在所述第一模拟单元的出光路径上，所述第二模拟单元包括遮光区域和透光区域，所述第二模拟单元遮挡和透过所述调制光线；所述第二模拟单元包括第一光学元件以及设置在所述第一光学元件上的吸光体，所述吸光体用于遮挡所述调制光线，所述第一光学元件上位于所述吸光体之外的区域用于透过所述调制光线并将透过的光线进行汇聚；

亮度探测器，设置在所述第二模拟单元的出光侧，用于探测所述第二模拟单元出光侧的亮度；

其中，光线发生器的出光口径与取光光栅口径的比例、吸光体尺寸与黑矩阵尺寸的比例、第一光学元件的位于吸光体上下两侧区域宽度与彩膜区域宽度的比例、吸光体与第一模拟单元之间的距离与隔垫层厚度的比例均设置为相等。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述灰阶电压为0灰阶电压时，所述第一模拟单元产生的调制光线完全照射在所述吸光体上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一模拟单元包括对盒设置的第一基底和第二基底，以及位于所述第一基底和所述第二基底之间的第一液晶层，在0灰阶电压下，所述第一模拟单元透射光线，在非0灰阶电压下，所述第一模拟单元将照射到其上的光线调制为发散光线。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一模拟单元还包括依次设置在所述第一基底的朝向所述第一液晶层一侧上的第一电极、第一绝缘层和第二电极，所述第一电极为板状电极，所述第二电极包括多个间隔设置的条状电极。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一光学元件为平凸透镜，所述第一光学元件的平面侧朝向所述第一模拟单元，所述吸光体贴附在所述第一光学元件的平面一侧上。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述光线发生器、所述吸光体均位于所述第一光学元件的中心轴线上。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的设备，其特征在于，所述光线发生器包括光源以及设置在所述光源出光路径上的光路转换器，所述检测光线为自所述光路转换器出射的准直光线。

8.根据权利要求1~6中任意一项所述的设备，其特征在于，所述光线发生器包括光源、设置在所述光源出光路径上的光路转换器以及设置在所述光路转换器出光路径上的第二光学元件，所述检测光线为自所述第二光学元件出射的汇聚光线。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二光学元件为平凸透镜，所述第二光学元件的平面侧朝向所述第一模拟单元。

10.一种测试显示面板透过率的方法，其特征在于，采用权利要求1~9中任意一项所述的设备测试显示面板透过率，所述方法包括：

获得所述遮光区域的漏光量L’；

向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax；

根据检测光线亮度L_入、所述漏光量L’和所述最大亮度Lmax获得显示面板在第一灰阶电压的透过率，其中，显示面板在第一灰阶电压的透过率等效于待测显示面板在第一灰阶电压的透过率。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述获得所述遮光区域的漏光量L’，包括：

向所述第一模拟单元施加0灰阶电压；

调节所述光线发生器以调节所述检测光线光束的大小，使得所述第一模拟单元产生的调制光线完全照射在所述遮光区域上；

采用亮度探测器测量靠近遮光区域位置的亮度值，该亮度值即为遮光区域的漏光量L’。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述向第一模拟单元施加第一灰阶电压，获得第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax，包括：

向所述第一模拟单元施加第一灰阶电压，透过所述第二模拟单元透光区域的光线在所述第二模拟单元的出光侧汇聚；

移动亮度探测器，获得第二模拟单元出光侧最小光斑位置的亮度，该最小光斑位置的亮度即为所述第二模拟单元出光侧的最大亮度Lmax。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据检测光线亮度L_入、所述漏光量L’和所述最大亮度Lmax获得显示面板在第一灰阶电压的透过率α，

α=（Lmax-L’）/L_入。

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