本发明涉及测试技术领域，特别是指一种探针结构、测试装置及测试方法。
背景技术：
COA技术，Color filter on array，是一种将彩膜层和黑矩阵制作在阵列基板上技术。该技术能够有效消除彩膜层和黑矩阵制作在彩膜基板上时，由于彩膜基板与阵列基板对盒时产生的偏差，而导致的显示装置开口率降低和漏光的问题。
但是，发明人在实现本发明时发现，现有技术存在以下问题：
目前对COA产品中薄膜晶体管(TFT)进行转移特性测试时，漏极(Drain)的测试探针通常需要扎在过孔上，而由于过孔尺寸较小，在转移特性测试时TFT受热膨胀会使得探针移动出过孔，使得实验失败。而转移特性测试需要较长时间，若不能及时发现实验失败，会浪费时间，造成测试效率低下的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例的目的之一，在于提出一种探针结构、测试装置及测试方法，可以较好地进行TFT测试。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提供了一种探针结构包括空心探针头和填充材料；
所述填充材料设置在所述空心探针头的第一端内部，所述第一端用于接触待测物，所述填充材料的热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一大于预设系数阈值；
所述空心探针头的第二端用于连接光谱解调仪的传光光纤。
可选的，所述填充材料垂直于探针轴线的第一面和第二面上均设置有反射增强膜。
可选的，所述第一端的用于接触待测物的端面上设置有保护层。
可选的，所述传光光纤通过粘接剂固定在所述第二端。
可选的，所述填充材料为二氧化硅。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种测试装置，包括：
如前任一项所述的探针结构，用于接触待测物；
光谱解调仪，用于通过传光光纤向所述空心探针头内部传输测量光，接收由第一反射光和第二反射光形成的干涉光，并根据所述干涉光计算所述第一反射光和第二反射光的光程差；所述第一反射光和第二反射光，分别为所述测量光在所述填充材料垂直于探针轴线的第一面和第二面上形成的反射光；
控制装置，用于根据所述光程差确定是否发生探针移位，和/或，用于根据所述光程差计算所述待测物的当前温度。
可选的，所述测试装置还包括报警装置；
所述控制装置，用于确定所述光程差是否超出预设光程差阈值；
所述报警装置，用于在所述光程差超出预设光程差阈值时，发出报警信息。
可选的，所述测试装置还包括显示装置，用于显示所述待测物的当前温度。
本发明实施例的第三个方面，提供了一种测试方法，包括：
利用如前任一项所述的探针结构接触待测物；
利用光谱解调仪，通过传光光纤向所述空心探针头内部传输测量光，接收由第一反射光和第二反射光形成的干涉光，并根据所述干涉光计算所述第一反射光和第二反射光的光程差；所述第一反射光和第二反射光，分别为所述测量光在所述填充材料垂直于探针轴线的第一面和第二面上形成的反射光；
利用控制装置，根据所述光程差确定是否发生探针移位，和/或，利用控制装置，根据所述光程差计算所述待测物的当前温度。
可选的，所述测试方法还包括：
利用所述控制装置确定所述光程差是否超出预设光程差阈值；
在所述光程差超出预设光程差阈值时，利用报警装置发出报警信息。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的探针结构、测试装置及测试方法，通过设置空心探针头，并在其中填充热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一较大的填充材料，当受到温度和/或受到应力时，材料填充长度或其对应的光程差会发生变化，并能够通过光谱解调仪检测得出，从而能够对探针的温度变化和/或应力变化进行测量，以更好地完成测试。
附图说明
图1为本发明提供的探针结构的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的测试装置的一个实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的测试装置的另一个实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的测试方法的一个实施例的流程示意图。
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，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明实施例的第一个方面，提供了一种探针结构的一个实施例，可以较好地完成TFT测试。如图1所示，为本发明提供的探针结构的一个实施例的结构示意图。
所述探针结构，包括空心探针头11和填充材料12；
所述填充材料12设置在所述空心探针头11的第一端111内部，所述第一端111用于接触待测物，所述填充材料12的热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一大于预设系数阈值；
这里，所述热膨胀系数的预设系数阈值为预设热膨胀系数阈值，所述预设热膨胀系数阈值可以根据实际需要进行设定，其选定标准可以是，该填充材料12在受热膨胀后，其处于空心探针头11中的填充长度变化能够容易通过光谱解调仪20检测得出；同理，所述热光系数的预设系数阈值为预设热光系数阈值，所述预设热光系数阈值可以根据实际需要进行设定，其选定标准可以是，该填充材料12在受热后，其处于空心探针头11中的填充长度所对应的光程差能够容易通过光谱解调仪20检测得出；同理，所述弹光系数的预设系数阈值为预设弹光系数阈值，所述预设弹光系数阈值可以根据实际需要进行设定，其选定标准可以是，该填充材料12在受到应力影响后，其处于空心探针头11中的填充长度所对应的光程差能够容易通过光谱解调仪20检测得出；
可选的，这里的待测物为COA产品中薄膜晶体管；可选的，所述填充材料12及其垂直于探针轴线的第一面和第二面，形成类似于反射型法布里珀罗腔干涉传感器；
所述空心探针头11的第二端113用于连接光谱解调仪20(可参考图2或图3)的传光光纤21，所述传光光纤21可以向所述空心探针头11内部传输测量光22并接收反射回来的干涉光，以用于辅助检测第一反射光23和第二反射光24的光程差。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的探针结构，通过设置空心探针头，并在其中填充热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一较大的填充材料，当受到温度和/或受到应力时，材料填充长度或其对应的光程差会发生变化，并能够通过光谱解调仪检测得出，从而能够对探针的温度变化和/或应力变化进行测量，以更好地完成测试。此外，所述探针结构的结构简单，可比较简便的集成在目前TFT测试设备上。
可选的，参考图1，所述填充材料12垂直于探针轴线的第一面和第二面上均设置有反射增强膜，其中，位于第一面上的反射增强膜为第一反射增强膜13，位于第二面上的反射增强膜为第二反射增强膜14；通过设置反射增强膜，使得能够更好地形成所述第一反射光23和第二反射光24，以便于所述光谱解调仪进行检测和数据处理。
可选的，所述第一端111的用于接触待测物的端面上设置有保护层15，所述保护层15一方面可以保护第一端111内部的填充材料12不被外界污染和损坏，另一方面还可以保护探针的第一端111的端面本身，此外，还能放置探针损伤待测物。
可选的，参考图1，所述传光光纤21通过粘接剂16固定在所述第二端112，使得传光光纤21位置固定，从而不会对光谱解调仪的检测结果造成影响。
可选的，参考图1，所述填充材料12为二氧化硅或者与二氧化硅物理性能类似的材料，一方面能满足透光和在其第一面和第二面上形成反射的要求，另一方面其物理特性(热膨胀系数、热光系数和弹光系数)也能满足受热或受应力而发生变化的要求。
本发明实施例的第二个方面，提供了一种测试装置的一个实施例，可以较好地完成TFT测试。如图2所示，为本发明提供的测试装置的一个实施例的结构示意图。
结合图1和图2，所述测试装置，包括：
探针结构10，用于接触待测物；
所述探针结构10，包括空心探针头11和填充材料12；所述填充材料12设置在所述空心探针头11的第一端111内部，所述第一端111用于接触待测物，所述填充材料12的热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一大于预设系数阈值；所述空心探针头11的第二端113用于连接光谱解调仪20(可参考图2或图3)的传光光纤21，所述传光光纤21可以向所述空心探针头11内部传输测量光22并接收反射回来的干涉光，以用于辅助检测第一反射光23和第二反射光24的光程差。
光谱解调仪20，用于通过传光光纤21向所述空心探针头11内部传输测量光22，接收由第一反射光23和第二反射光24形成的干涉光25，并根据所述干涉光25计算所述第一反射光23和第二反射光24的光程差；所述第一反射光23和第二反射光24，分别为所述测量光22在所述填充材料12垂直于探针轴线的第一面和第二面上形成的反射光。
具体地，参考图1，所述测量光22进入空心探针头11后，首先到达填充材料12的第一面，并形成第一反射光23，测量光22的投射光继续向前传输并到达填充材料12的第二面，并形成第二反射光24，第二反射光24从填充材料的第一面出射后，与在第一面上形成的第一反射光23产生干涉，形成干涉光25，并经所述传光光纤21传输到光谱解调仪20进行接收并处理得到光程差。
已知，光程的数值等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程，即光程与介质折射率和光在介质中传播的路程正相关。因此，所述光程差即与填充材料12的折射率和测量光在填充材料12中的传播路程正相关。也就是说，当探针受应力或受热时，其填充材料12的折射率或体积发生变化，使得第一反射光23和第二反射光24形成的干涉光25发生变化，导致光谱解调仪20检测得到的干涉图像发生平移。
那么，当所述填充材料12受热后，其体积膨胀，假设其折射率不变，根据光程差计算公式，即可得知填充材料12膨胀后的长度，从而计算出膨胀体积，根据膨胀体积，结合其热膨胀系数，就能求得探针的当前温度。
类似的，当所述填充材料12受热后，其折射率发生变化，假设其体积不变，根据光程差计算公式，即可得知填充材料12受热后的折射率，从而结合其热光系数，就能求得探针的当前温度。这里，热光系数，thermo-optic coefficient，又叫折射率的温度系数，是光学材料的折射率随温度的变化率。
当然，为了使结果更加精确，可以同时结合热膨胀系数和热光系数，来计算探针的当前温度。
具体地，以下为同时结合热膨胀系数和热光系数的光程差的理论计算公式，光程差随外界温度的变化关系式：
ΔL＝L(σT+αT)T+L*σT*αT*T2 (1-1)
以上公式中，L为原始光程差，σT为材料热光系数，αT为材料热膨胀系数，T为温度。
由于σT和αT数量级较小，为10-5～10-6，故式1-1右侧L*σT*αT*T2可忽略不计，式1-1可简化为：
ΔL＝L(σT+αT)T (1-2)
可以看出，在已知填充材料12的热膨胀系数和热光系数的情况下，可根据光程差的变化计算得到探针的温度。
此外，当所述填充材料12受到外界应力影响后，其折射率发生变化，在其弹光系数满足预设要求的情况下，光程差若超出预设光程差阈值，即可得知应力较大，出现或可能出现探针移位。这里，弹光系数可以理解为由于外界应力或应变，引起折射率改变的物理量，当外力或振动作用于弹性体产生应变时，弹性体的折射率发生变化。具体地，以下为根据弹光系数的光程差的理论计算公式，光程差随所受应力的变化关系式：
ΔL＝L(1-Pe)ε (1-3)
以上两式中，L为原始光程差，Pe为材料弹光系数，ε为应变量。
可以看出，在已知填充材料12的弹光系数的情况下，可根据光程差的变化计算得到探针的应变量。
可选的，假设所述填充材料12能够形成反射型法布里珀罗腔干涉传感器，这里，可将第一反射光23和第二反射光24的光程差称为腔长；亦即，传感机理为法珀腔的腔长会随着外界温度或应力的变化而变化，法珀腔的腔长发生变化后，第一反射光23和第二反射光24的干涉发生变化，干涉图像会发生平移并被光谱解调仪20检测得到。
控制装置30，用于根据所述光程差确定是否发生探针移位，和/或，用于根据所述光程差计算所述待测物的当前温度；
例如，当在对待测物，特别是TFT进行转移特性测试时，需要保证漏极(Drain)的测试探针扎在过孔上且保持不动，以免移出过孔导致测试失败；在采用了所述测试装置后，当转移特性实验中探针移动时，探针产生应力变化，在弹光系数满足预设要求的情况下，所述应力变化使光程差超出预设光程差阈值，即可得知应力较大，出现或可能出现探针移位。
而在进行热(Thermal)实验时，不管是根据热膨胀系数和/或热光系数，都可以根据光程差计算得到待测物的精确温度；当待测物温度达到所需温度时，再开始测试TFT特性，从而消除了不同加热方式对待测物温度的不同影响。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的测试装置，通过在探针结构中设置空心探针头，并在其中填充热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一较大的填充材料，当受到温度和/或受到应力时，材料填充长度或其对应的光程差会发生变化，并能够通过光谱解调仪检测得出，从而能够对探针的温度变化和/或应力变化进行测量，以更好地完成测试。
可选的，参考图2，所述测试装置还包括报警装置40；
所述控制装置10，用于确定所述光程差是否超出预设光程差阈值；
所述报警装置40，用于在所述光程差超出预设光程差阈值时，发出报警信息；从而在光程差超出预设光程差阈值时通过报警装置发出警报，提醒操作人员，此时应力较大，出现或可能出现了探针移位的问题。
可选的，参考图2，所述测试装置还包括显示装置50，用于显示所述待测物的当前温度，从而供操作人员确定待测物当前的精确温度，以更好地完成测试。
参考图3，为本发明实施例提供的测试装置的另一个实施例的结构示意图。如图3所示，所述测试装置中的控制装置30和显示装置40可通过一台电脑来统一实现。所述测试装置中还可包括探针座17，一方面用于固定传光光纤，另一方面用于固定探针。
本发明实施例的第三个方面，提供了一种测试装置的一个实施例，可以较好地完成TFT测试。如图4所示，为本发明提供的测试方法的一个实施例的流程示意图。
结合图2和图4，所述测试方法，包括：
步骤601：利用如前任一项实施例所述的探针结构接触待测物；
步骤602：利用光谱解调仪，通过传光光纤向所述空心探针头内部传输测量光，接收由第一反射光和第二反射光形成的干涉光，并根据所述干涉光计算所述第一反射光和第二反射光的光程差；所述第一反射光和第二反射光，分别为所述测量光在所述填充材料垂直于探针轴线的第一面和第二面上形成的反射光；
步骤603：利用控制装置，根据所述光程差确定是否发生探针移位，和/或，利用控制装置，根据所述光程差计算所述待测物的当前温度。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的测试方法，通过在探针结构中设置空心探针头，并在其中填充热膨胀系数、热光系数和弹光系数中的至少其一较大的填充材料，当受到温度和/或受到应力时，材料填充长度或其对应的光程差会发生变化，并能够通过光谱解调仪检测得出，从而能够对探针的温度变化和/或应力变化进行测量，以更好地完成测试。
可选的，参考图4，所述测试方法还包括：
步骤604：利用所述控制装置确定所述光程差是否超出预设光程差阈值；
步骤605：在所述光程差超出预设光程差阈值时，利用报警装置发出报警信息；从而在光程差超出预设光程差阈值时通过报警装置发出警报，提醒操作人员，此时应力较大，出现或可能出现了探针移位的问题。
可选的，所述测试方法还包括：
步骤606：参考图4，利用显示装置50显示所述待测物的当前温度，从而供操作人员确定待测物当前的精确温度，以更好地完成测试。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。