目测装置以及使用目测装置检查显示面板的方法

摘要

目测装置包括多个用于拍照显示面板的相机和用于对拍照的图像进行处理的处理器。具体地说，该目测装置包括：具有上面安装了显示面板的面板安装单元的工作台；垂直于面板安装单元设置并具有以矩阵形式安排的多个相机的相机模块；和用于对由相机拍照的显示面板的图像进行处理的处理器。所述多个相机以具有相机之间可变距离的矩阵形式排列。由于该目测装置包括以矩阵形式排列的多个相机，所以能够有效地用于检测各种缺陷。

说明书

技术领域

本发明涉及一种目测装置以及使用该目测装置检查显示面板的方法。

背景技术

已经开发和广泛使用了诸如液晶显示器、有机发光显示器、场致发光显示器(FED)和等离子显示器(PDP)等的平板显示器(FPO)。

这种平板显示器(FPD)在进入市场之前应当承受各种检查处理。在制造这种产品时，可能会在显示面板中发生诸如线路与微粒污染物之间短路的各种缺陷。因此，从制造生产的角度来看，检测这种缺陷、修复或丢弃有缺陷的面板和消除引起这种缺陷的原因是非常重要的。

在各种检测当中，经常使用目测(visual inspection)，用于使用在显示面板上显示的图像检测缺陷像素和缺陷行。在该目测中，使用目测装置或人的裸眼检测缺陷。当在显示面板的制造处理中能够利用施加图像信号在显示面板上显示图像时，即，在单个面板被制造完毕之后，通常执行目测。

在这种检查中，可能会发生将缺陷显示面板确定为是正常显示面板或者将正常显示面板确定为是缺陷显示面板的错误。如果请求多次检查，那么，一件产品的整个制造时间将会增加，并且不同的产品可能具有不同的显示面板尺寸。因此，当制造各组产品时，对每组产品应该优化检查处理。结果是，当检查显示面板时，检查精度、高检查速度和检查条件的易于修改都是非常重要的。

因此，需要一种能够以较高速度和精度检测缺陷并适应各组产品的检查装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够改进检查能力的目测装置，以及使用该目测装置检查显示面板的方法。

根据本发明的目测装置包括用于拍照显示面板的多个相机和用于对所拍照的图像进行处理的处理器。

具体地说，根据本发明的一个方面，目测装置包括：工作台，具有其上安装显示面板的面板安装单元；相机模块，设置在与面板安装单元垂直的方向并具有多个以矩阵形式排列的相机；和处理器，用于对由相机拍照的显示面板的图像进行处理。所述多个相机以具有相机之间可变距离的矩阵形式排列。

所述目测装置还可以包括：第一光源，用于将光从所述工作台的底侧提供给面板安装单元；第二光源，用于将光从所述工作台的顶侧提供给面板安装单元。

该目测装置还可以包括光片(optical sheet)，它被设置在第一光源和面板安装单元之间，并且从面板安装单元到它的距离是可变的。

根据本发明的检查显示面板的方法包括利用多个相机拍照显示面板，和使用处理器对所拍照的图像进行处理。

具体地说，根据本发明的另一方面，检查显示面板的方法包括在面板安装单元上安装显示面板、利用以矩阵排列的多个相机拍照显示面板和使用处理器对利用相机拍照的显示面板的图像进行处理。

附图说明

通过下面结合附图对范例性实施例的详细描述，本发明的上述和其它的特性和优点将会变得更加清楚。

图1示出了根据本发明实施例的目测装置的元件之间的关系；

图2示出了相机模块、工作台与光源之间的位置关系；

图3A到3C示出了目测装置的相机模块和图像拾取区域；

图4示出了面板安装单元；

图5A和图5B示出了面板和在该面板上形成的检查点(pad)和检查线；

图6示出了部分的面板制造方法的流程；

图7的流程示出了在目测装置中处理图像的预处理操作的流程；

图8A和8B示出了用于图7所示前置处理操作的显示面板的图像；

图9示出了使用目测装置检测缺陷面板的方法；

图10A和10B示出了使用目测装置拍照缺陷面板所获得的照片；

图11示出了根据本发明另一实施例的目测装置；和

图12示出了使用图11所示的目测装置拍照表面已经遭到污染的面板所获得的照片。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的范例性实施例。

图1示出了根据本发明范例性实施例的目测装置的元件之间的关系。

参看图1，所述目测装置包括相机模块1、工作台2、处理器3和控制器4。在需要时，所述目测装置还可以包括光源5。

根据本发明的该实施例，控制器4根据来自处理器3的信号控制相机模块1、工作台2和光源5。通常，控制器4能够控制相机模块1和工作台2之间的距离或者安装到相机模块1的相机(未示出)之间的距离，并能控制相机的聚焦和放大倍数。另外，控制器4能够控制工作台2的振动以及显示面板的附加和拆卸。此外，控制器4能够控制光源5的亮度和通/断。

根据本发明的实施例，处理器3能够检查被各相机重叠的拍照区域，或者确定在显示面板的拍照图像中缺陷的存在和缺陷的种类。处理器3能够在显示面板的拍照图像中确定缺陷的坐标，或者能够产生与整个显示面板相关的图像数据。此外，处理器3能够将这种数据发送到请求该数据的其它设备，诸如是用于修复被检测到的缺陷的设备(未示出)。

图2示出了相机模块、工作台和光源之间的位置关系。

参看图2，相机模块101被设置成与工作台220垂直，光源301被设置在工作台220的下方。

相机模块101包括多个相机(未示出)，并被设置为能够垂直拍照安装在工作台220上的显示面板(未示出)。所述多个相机以矩阵形式排列。为了获得预期的图像，可以调节相机模块101和工作台220之间的距离。

工作台220包括支撑构件201和面板安装单元210。面板安装单元210具有在其上安装的显示面板，并具有信号提供单元(未示出)，用于向所安装的显示面板提供图像信号。

光源301被用于在诸如液晶显示器的不发光的显示器上显示图像。在需要时，光片205可以被设置在光源301和面板安装单元210之间。

面板安装单元210和光片205之间的距离可以是变化的。这是因为附着到光片205的顶部和底部上的灰尘等能够影响显示面板的图像。例如，当附着有灰尘的光片205被直接设置在安装在面板安装单元210上的显示面板的下面时，灰尘能够阻碍光的通过，并且灰尘的部分会变暗。光学膜(film)205可以是漫射膜(diffusion film)。

在需要时，目测装置还可以包括设置在光源301与面板安装单元210之间的下偏振膜401和设置在面板安装单元210与相机模块101之间的上偏振膜405，需要偏振膜401和405，以在诸如液晶显示器的显示器上显示图像。上偏振膜405可以被用在发光的显示器中。

工作台220可以相对于水平面以0°和60°之间的角度倾斜。在与工作台220垂直方向设置的相机模块101可以倾斜与工作台220相同的角度，由此，可以垂直拍照安装在工作台220的面板安装单元210上的显示面板。这种倾斜允许操作者很容易观看安装在工作台220上的显示面板。

例如，根据本发明范例性实施例的用于检查液晶显示面板的目测装置可以包括光源301、下偏振膜401、光片205、设置在工作台220上的面板安装单元210、上偏振膜405和相机模块101。下偏振膜401和光片205相对于从光源301发射的光的路径的位置是可以改变的。

根据本发明实施例的用于检查发光显示器面板的目测装置可以包括设置在工作台220上的面板安装单元210和相机模块101。在需要时，该目测装置还可以包括上偏振膜405。

图3A到3C示出了目测装置中的相机模块和拍照区域。

参看图3A，相机模块101包括多个相机111和用以安装这些相机的相机安装单元110。相机安装单元110包括矩形框112和多个平行并与矩形框112相交的水平支撑113。相机111成行并以矩阵形式安装在水平支撑113上。沿着水平支撑113、即，X方向配置的相机11的数量，以及在垂直于X方向的Y方向上设置的相机111的数量没有特别限定，但是，如果相机111之间的距离或到显示面板211的距离可以调节以便拍照各种尺寸的整个显示面板211，那么，它是足够的。

相机111在特定的分割区域处拍照显示面板211，利用相机111拍照的拍照区域121可以彼此重叠。利用附图标记212表示重叠的拍照区域。利用相机111拍照整个显示面板和它的所有外缘。预先使用相机111拍照具有相同尺寸的参考面板，然后处理器基于所拍照的参考面板的图像检查重叠的拍照区域。在一实施例中，参考面板显示重复的特定图案(诸如点、线和图形)，并基于参考面板上的特定点和利用相机111测量的图案或特定图案之间的距离比较显示面板211的图像和所述参考面板的图像。

可以改变以矩阵形式排列的相机的位置，从而改变相机模块101的条件，以便对应于具有不同尺寸和各种缺陷的显示面板。

图3B和3C示出了在移动相机111前后的相机模块101的相机111。图3B示出了相机111被设置得彼此靠近的情况，而图3C示出了相机被设置得彼此进一步远离的情况。在相机模块101中相机111之间的距离可以被改变。水平距离和垂直距离可以具有不同的固定宽度或者它们可以是相同的。利用这种方式，通过改变相机111之间的距离，能够有效处理具有各种尺寸和各种拍照放大倍数的显示面板211。

图4示出了面板安装单元。

参看图4，面板安装单元210被用于在单元210上安装显示面板211，信号提供单元216被用于向所安装的显示面板211提供图像信号。信号提供单元216具有对应于显示面板211的种类的配置和形状并具有设置在显示面板211上的检查点(未示出)的配置。例如，当显示面板211具有在其一侧处数据信号的多个检查点和在另一侧处的选通信号(gate signal)的检查点时，信号提供单元216在对应于所述一侧的位置处具有数据信号提供部件213，而在与另一侧对应的位置处具有选通信号提供部件215。作为一种改变，当显示面板211在其一侧既具有数据信号的检查点又具有选通信号的检查点时，信号提供单元216也被设置在与该一侧对应的位置处。即，信号提供单元216被设置在与提供有在显示面板211上显示图像的图像信号的检查点对应的位置处。

图5A和5B示出了显示面板和在该显示面板上形成的检查点和检查线。

图5A示出了其中图像信号线1010和1020以矩阵形状相交的显示面板。

参看图5A，显示面板211被划分成用于显示图像的显示区域1000和其外围区域2000。彼此正交的多个信号线1010和1020存在于显示区域1000中。即，在显示区域1000中，多个第一信号线1010彼此平行设置(未示出)和多个第二信号线1020彼此平行设置。通常，有源元件被设置在信号线的交点附近。信号线1010和1020延伸到外围区域2000，用于提供图像信号的电路被电连接到设置在外围区域2000中的信号线1010和1020。所述电路被内置在显示面板211中或被电连接到芯片形式的图像信号线。

为了在制造显示面板211的同时检查它，信号线1010和1020被有选择地连接到外围区域2000中的检查线2015和2025上。面板安装单元(在图4中以附图标记210表示)的信号提供单元(在图4中以附图标记216表示)可以经过被电连接到检查线2015和2025的检查点2010和2020将图像信号提供给显示面板211。

可以根据其检查的目的使检查点2010和2020以及检查线2015和2025具有各种设计。例如，在图5A中，用于第一信号的检查线2015有选择地连接到所有第一信号线1010，但用于第二信号的检查线2025有选择地连接到某些第二信号线1020上。考虑到信号延迟等因素，用于第一信号的检查点2010可以被设置在检查线2015之间。面板安装单元(在图4中以附图标记210表示)的信号提供单元(在图4中以附图标记216表示)的位置和配置被确定为与检查点2010和2020的位置和配置相对应。另一方面，图5B示出了在各种例子的显示面板中检查线2015和2025中各种数量的检查线2015和2025以及到图像信号线的选择连接。

通常，在检查之后的制造显示面板期间去除包括检查点的检查线，以检查线的去除是通过激光切割方法和/或使用磨床(grinder)的磨削方法执行的。

图6的流程示出了显示面板的部分制造方法

参看图6，被附着有上、下面板的母板被切割成多个显示面板(S110)。通过磨削切割后显示面板的边缘消除微缝隙(micro-cracks)(S120)。接着，使用本发明的检查装置执行显示面板的检查处理(S130)。此时，对任何一个缺陷面板执行修复处理(S140)。偏振膜被附着到无缺陷显示面板和已经进行了修复处理的显示面板上以便制造显示面板(S150)，和丢弃不能修复的显示面板(S160)。

显示面板的检查处理(S130)是使用目测或拍照或两者结合检查执行的。可以使用根据本发明的目测装置执行拍照检查。当使用根据本发明的目测装置时，可以单独使用目测装置执行显示面板检查处理，或者可以与在其它处理相结合的内嵌过程中执行该处理。为了连续检查多个显示面板，可以持续在目测装置中检查和移动显示面板。即，经过在工作台的面板安装单元上安装显示面板、利用多个以矩阵排列的相机拍照所述显示面板、从所述面板安装单元上拆除拍照后的显示面板和在显示面板安装单元上安装另一显示面板的步骤可以连续地检查和移动多个显示面板。通过对所拍照的显示面板的图像进行处理执行缺陷的检查。

这种内嵌检查处理或这种持续和连续的检查处理能够增强显示面板的检查速度。

图7的流程示出了在目测装置中处理图像的预处理操作。

为了拍照安装在面板安装单元上的显示面板和对显示面板的图像进行处理，必须检查利用相机拍照的图像的重叠区域。通常，通过将由相机拍照的图像与所述显示面板的预定尺寸进行比较来识别重叠区域。因此，在显示面板上显示规则重复的图案和利用相机拍照该显示面板(P100)。处理器识别由相机所拍照的图案并将在由相机拍照的图像中所述图案之间的距离、或者在显示面板中从特定位置到特定图案之间的距离与在实际显示面板中的距离进行比较(P300)，借此以检查在由相机拍照的图像中的重叠区域(P400)。

被有规则重复的图案的例子可以是点图案或线图案。因此，相机拍照点图案或线图案(P100)并且处理器识别所述图案(P200)，将所述距离与实际距离进行比较(P300)，和计算相机的重叠区域(P400)。

图8A和8B示出了用于图7所示的预处理操作的显示面板的图像。

图8A示出了规则重复的点图案，其中，红点R、绿点G和蓝点B以恒定的间隔排列在水平方向上。图8B示出了有规则重复的线图案，其中，在垂直方向延伸的红线r、绿线g和蓝线b以恒定的间隔被重复排列在水平方向上和白线w被重复排列在垂直方向上。可以使用不同颜色也可以使用一致的颜色来显示所述点图案或所述线图案。另一方面，在需要时，可以使用特定的形状或不同图案的组合来显示所述图案。

图9示出了使用所述目测装置检测缺陷面板的方法。

由相机拍照的图像R100被传送给处理器R200，并经过图像处理操作R210和确定操作R220。在这些操作中，计算由相机拍照的图像的重叠部分并确定任一缺陷的存在。当拍照的图像的不规则部分和正常部分之间的差超过可允许的误差范围时，将这一部分确定为缺陷。例如，当显示面板显示黑色以及存在显示白色的线或像素时，或者当显示面板显示白色以及存在显示黑色的线或像素时，可以基于与外围图像的差确定缺陷。为了确定拍照图像的重叠部分或缺陷，处理器利用记录在数据库R250中的信息并将必要的信息存储到数据库R250中。另一方面，处理器将与处理后图像相关的信息和确定数据传送给其它单元或使用显示单元输出它们(R300)。

例如，通过指定与亮度对应的值、以坐标表示拍照的图像的亮度强度。此时，可以连续地测量亮度，也可以以对应于每个像素的间隔来测量该亮度。所测量的亮度数据被进行内插并确定其亮度图案，因此，确定数据的不规则部分。接着，在不规则部分和正常部分之间的强度差是否超出可允许误差范围的基础上，可以确定在显示面板中存在缺陷和缺陷部分。

另一方面，当除了亮度以外还存在表示缺陷部分和正常部分之间的强度差的因素时，可以在该因素的基础上以坐标表示拍照的图像，因此，确定缺陷的存在。这些因素可以包括亮度、饱和度、颜色和它们的组合。

图10A和图10B示出了使用所述目测装置拍照缺陷面板所后得的照片。

参看图10A和10B，在“+”形状的中心附近检测到像素缺陷。即，在正常部分和不规则部分之间的强度差的基础上，检测缺陷的存在和缺陷的位置。另外，可以检测线缺陷或表面污染。

图11示出了根据本发明的另一实施例的目测装置。

参看图11，根据本发明另一实施例的目测装置还可以包括设置在显示面板211上方的光源305。由于可能存在由显示面板211的缺陷而导致的不规则部分和也可能存在由显示面板211上的污染(灰尘等)219或刮痕214而导致的不规则部分，所以，必须在显示面板211本身有缺陷和由于污染219或刮痕214而导致的缺陷之间进行识别。由于污染219或刮痕214能够以漫射的方式反射光，所以，与显示面板211本身的缺陷不同，可以通过将光源305设置在目测装置的上方而导致所述漫反射。由于污染219或刮痕214具有不同于显示面板缺陷的强度特征，所以，由于漫反射，处理器可以识别污染219或刮痕214。

通过振动工作台，可以振动该工作台上的面板安装单元和显示面板211，这种振动进一步增强了所述漫反射。另外，通过振动设置在显示面板上方的光源205，可以进一步增强所述漫反射。可以在垂直方向和水平方向以小于像素主轴长度的振动距离振动工作台。例如，工作台的振动可以具有小于像素短轴长度一半的振动距离，或者小于50μm的振动距离。

所述目测装置可以使用光源305和/或工作台的振动在由于显示面板211的缺陷引起的不规则和由于诸如灰尘219和刮痕214的其它原因引起的不规则之间进行识别。因此，可以减少将正常的显示面板确定为具有缺陷部分的错误。

图12示出了采用图11所示的目测装置的具有污染表面的显示面板的照片。

参看图12，与图10所示的不规则不同，可以看到由于光的漫反射所导致的强度差。因此，基于所述强度差，可以识别该缺陷。

根据上述的本发明，由于目测装置包括以矩阵形式排列的相机，所以，它能够被用于检测各种尺寸显示面板的各种不规则。另外，由于显示面板本身缺陷导致的不规则和由于其它原因(例如，灰尘或刮痕)导致的不规则彼此可以被区分，所以，可以在制造期间防止将正常的显示面板确定为有缺陷显示面板的错误。