CN101363973A - 在线检测装置及在线检测方法 - Google Patents

Abstract

一种在线检测装置及在线检测方法。在线检测装置用于检测薄膜的摩擦配向状况。薄膜具有配向表面。在线检测装置包括蒸气产生部件、光学系统和输送机构。蒸气产生部件朝向薄膜的配向表面设置。蒸气产生部件用于在配向表面上形成蒸气膜。光学系统包括发光单元、检测单元和显示单元。发光单元朝向薄膜设置，使光线投射在薄膜上。检测单元朝向薄膜设置，读取光线投射在薄膜处的图像。显示单元与检测单元电性连接。显示单元用于显示图像。输送机构用于引导薄膜相对光学系统移动。在线检测方法包括：当该薄膜移动时，在该薄膜的该配向表面上形成蒸气膜；将光线投射到该薄膜上；读取该光线投射到该薄膜处的图像；以及显示该图像。

Description

在线检测装置及在线检测方法

技术领域

本发明涉及一种在线检测装置及在线检测方法，并且尤其涉及一种用于检测配向表面的摩擦配向状况的在线检测装置及在线检测方法。

背景技术

液晶面板(liquid crystal display panel)为目前广泛应用的显示元件。参见图1，其示出了液晶面板的剖视图。液晶面板100包括两个配向膜(alignment layer)110、液晶层120、彩色滤光片(colorfilter)基板130及薄膜晶体管(thin-film transistor)基板140。配向膜110分别设置于彩色滤光片基板130及薄膜晶体管基板140。液晶材料注入彩色滤光片基板130及薄膜晶体管基板140之间，以形成液晶层120。

如图1的局部放大部分所示，配向膜110具有多个相互平行的沟槽111，以使液晶层120的液晶分子121依循沟槽111的方向排列。液晶分子121的排列的一致性会影响液晶面板100的显示效果。换言之，若液晶分子121的排列越趋于一致，液晶面板100的显示效果越佳。

虽然目前液晶面板的制作过程中有通过检测人员手持液晶面板的方式检测其是否具有缺陷，然而该种方式需要离线作业，也就是检测人员需要从机台中取出液晶面板作检测。因此，该种检测方式相应地增加了液晶面板的制造成本及时间。其次，如果液晶面板的配向膜中存有缺陷，缺陷发现的时间往往是在液晶面板已完成的阶段，如果要重新制造另一个液晶面板也同样提高了生产的成本和时间。

发明内容

本发明涉及一种在线检测装置及在线检测方法，其利用在线检测的方式检查薄膜的配向表面的摩擦配向状况。如此一来，配向表面若存有缺陷，即可实时发现并对应处理，以便于进行后面的制作过程。其次，由于配向表面的问题可在薄膜设置在液晶面板内之前发现，因此避免了材料及制造时间的浪费。

根据本发明的第一方面，提供一种在线检测装置，用于检测薄膜的摩擦配向状况。薄膜具有配向表面。在线检测装置包括蒸气产生部件、光学系统及输送机构。蒸气产生部件朝向薄膜的配向表面设置。蒸气产生部件用于在配向表面上形成蒸气膜。光学系统包括发光单元、检测单元和显示单元。发光单元朝向薄膜设置，使光线投射在薄膜上。检测单元朝向薄膜设置，以读取光线投射在薄膜处的图像。显示单元与检测单元电性连接。显示单元用于显示图像。输送机构用于引导薄膜相对光学系统移动。

根据本发明的在线检测装置，其中该检测单元和该发光单元分别设置于该薄膜的两侧，并且该检测单元与该发光单元位于同一方向线上，该光线沿该方向线穿透通过该薄膜。

根据本发明的在线检测装置，其中该发光单元和该检测单元相对于该薄膜同步摆动，以调整该方向线与该薄膜的法线间的夹角。

根据本发明的在线检测装置，其中该夹角的范围是0度至90度。

根据本发明的在线检测装置，其中该光线投射到该配向表面，该输送机构包括：至少一个导引滚轮，设置在该薄膜与该配向表面相反的一侧，并且该导引滚轮与该薄膜接触，该导引滚轮具有反射表面，该反射表面用于反射该光线。

根据本发明的在线检测装置，其中该光线沿方向线穿透通过该薄膜与该反射表面接触。

根据本发明的在线检测装置，其中该发光单元和该检测单元分别相对该反射表面的法线做圆形轨迹的移动，且该发光单元和该检测单元与该反射表面的法线间具有相同的夹角。

根据本发明的在线检测装置，其中该夹角的范围是0度至90度。

根据本发明的在线检测装置，设置在暗室中。

根据本发明的在线检测装置，还包括：干燥部件，朝向该配向表面设置，以去除该蒸气膜。

根据本发明的在线检测装置，还包括：至少一个清洁部件，用于清洁该配向表面。

根据本发明的第二方面，提供一种在线检测方法，用于检测薄膜的摩擦配向状况。薄膜具有配向表面。首先，a)当薄膜移动时，在薄膜的配向表面上形成蒸气膜。接着，b)将光线投射到薄膜上。然后，c)读取光线投射在薄膜处的图像。接着，d)显示图像。

根据本发明的在线检测方法，其中该步骤(b)沿方向线将该光线投射到该配向表面，并且该光线穿透通过该薄膜，且该步骤(c)在与该配向表面相反的一侧读取该图像，且读取该图像的位置位于该方向线上。

根据本发明的在线检测方法，还包括：调整该方向线与该薄膜的法线间的夹角。

根据本发明的在线检测方法，其中该夹角的范围是0度至90度。

根据本发明的在线检测方法，其中该步骤(b)沿方向线将该光线投射到与该配向表面相反的表面，并且该光线穿透通过该薄膜，且该步骤(c)在该配向表面的一侧读取该图像，并且读取该图像的位置位于该方向线上。

根据本发明的在线检测方法，还包括：调整该方向线与该薄膜的法线间的夹角。

根据本发明的在线检测方法，其中该夹角的范围是0度至90度。

根据本发明的在线检测方法，其中该步骤(b)将该光线投射到该配向表面，该步骤(c)在该配向表面的侧读取该图像，在该步骤(b)和该步骤(c)之间，该在线检测方法还包括：向反射表面投射该光线，使产生反射光。

根据本发明的在线检测方法，其中该光线沿方向线穿透通过该薄膜与该反射表面接触，该在线检测方法还包括：调整该方向线与该反射表面的法线间的夹角。

根据本发明的在线检测方法，其中该夹角的范围是0度至90度。

根据本发明的在线检测方法，在暗室中执行。

根据本发明的在线检测方法，还包括：去除该蒸气膜；和清洁该配向表面。

为使本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1(现有技术)示出了液晶面板的剖视图。

图2A示出了根据本发明的第一实施例的在线检测装置的侧视图。

图2B示出了图2A的发光单元和检测单元相对薄膜同步摆动的示意图。

图3示出了发光单元和检测单元设置在不同位置的示意图。

图4示出了根据本发明第一实施例的在线检测方法的流程图。

图5A示出了根据本发明第二实施例的在线检测装置的侧视图。

图5B示出了图5A的发光单元和检测单元相对反射表面的法线移动的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种在线检测装置及在线检测方法，其利用在线检测装置的蒸气产生部件、光学系统及输送机构相互配合，在线检测薄膜的配向表面的摩擦配向(rubbing)状况。在本发明的实施例中对在线检测装置及利用该在线检测装置的在线检测方法作详细说明。其次，实施例中的图示省略了不必要的组件，并且以较为简化的方式示出了部分的组件，以便于清楚显示本发明的技术特点。

第一实施例

参见图2A，其示出了根据本发明第一实施例的在线检测装置200的侧视图。在线检测装置200用于检测薄膜260的摩擦配向状况。薄膜260具有配向表面261。在线检测装置200包括蒸气产生部件210、光学系统220及输送机构230。

蒸气产生部件210朝向薄膜260的配向表面261设置。蒸气产生部件210用于在配向表面261上形成蒸气膜211。光学系统220包括发光单元221、检测单元223和显示单元225。发光单元221朝向薄膜260设置，将光线270投射在薄膜260上。检测单元223朝向薄膜260设置，以读取光线270投射在薄膜260处的图像。显示单元225与检测单元223电性连接。显示单元225用于显示图像。输送机构230用于引导薄膜260相对光学系统220移动。

在本实施例中，在线检测装置200的蒸气产生部件210、光学系统220和输送机构230相互配合，以连续地检测具有配向表面261的薄膜260的摩擦配向状况。在线检测装置200的光学系统220读取薄膜260的图像并且呈现在显示单元225上。如此一来，本实施例的在线检测装置200除了具备实时检测薄膜260的优点外，还可储存所读取的图像，并再利用图像处理的方式处理图像，以更清楚地显示出薄膜260上的配向缺陷，由此进行薄膜260的检测。

本实施例的在线检测装置200利用光学原理检测配向表面261是否具有缺陷。因此，在线检测装置200优选地设置在暗室内，以避免周围的光线影响检测的效果。

在本实施例中，光学系统220例如是自动光学检测(AutoOptical Inspection，AOI)系统，并且光学系统220采用穿透式原理检测薄膜260的摩擦配向状况。因此，如图2A所示，发光单元221及检测单元223分别设置于薄膜260的两侧。因此，当发光单元221投射的光线270沿一方向线D1穿透通过薄膜260时，设置在薄膜260另一侧的检测单元223读取光线270投射在薄膜260处的图像，以输出电信号到显示单元225。显示单元225再显示画面，以供检测薄膜260的摩擦配向状况。在本实施例中，检测单元223与发光单元221同样地设置在方向线D1上。

在本实施例中，发光单元221及检测单元223可同步相对薄膜260摆动，以调整方向线D1与薄膜260的法线间的夹角。例如，参见图2B，其示出了图2A的发光单元221及检测单元223相对薄膜260同步摆动的示意图。方向线D1与薄膜260的法线N1间的夹角θ1的范围可为0度至90度，实际应用中夹角θ1的范围优选地为0度至60度。在本实施例中，例如利用人工的方式同步摆动发光单元221及检测单元223，以调整夹角θ1。

在图2A中，发光单元221朝向配向表面261设置，检测单元223则朝向与配向表面261相反的表面设置。然而本实施例的发光单元221也可选择性地设置于朝向与配向表面261相反的表面的一侧。参见图3，其示出了发光单元221和检测单元223设置在不同位置的示意图。发光单元221直接将光线270投射到与配向表面261相反的表面，以进行薄膜260的检测。发光单元221和检测单元223的配置位置端视使用者的需求而定。

继续参见图2A，本实施例的在线检测装置200还包括干燥部件240和至少一个清洁部件250。干燥部件240朝向配向表面261设置，以去除蒸气膜211。清洁部件250用于清洁配向表面261。由于在薄膜260上形成蒸气膜211会增加空气中的粒子(particle)附着在薄膜260的可能性，因此清洁部件250可用于去除附着在薄膜260上的粒子。优选地，如图2A所示，本实施例的在线检测装置200包括两个清洁部件250，并且该两个清洁部件250分别设置于薄膜260的两侧表面，以清洁配向表面261和与配向表面261相反的表面。在本实施例中，清洁部件250例如利用超声波的振荡，从而对空气加压。接着，将加压的空气吹向薄膜260后，再将粒子抽吸离开薄膜260的表面，以清洁薄膜260的表面。

以下就依照本发明第一实施例的在线检测方法作一说明，本实施例的在线检测方法例如利用上述的在线检测装置200来检测薄膜260的配向表面261的摩擦配向状况。同时参见图2A及图4，图4示出了根据本发明第一实施例的在线检测方法的流程图。

首先，在步骤1001中，当薄膜260移动时，在配向表面261上形成蒸气膜211。本实施例中利用蒸气产生部件210来形成蒸气膜211，且利用输送机构230引导薄膜260移动。在该步骤中，在配向表面261上形成蒸气膜211是为了更清楚地凸显配向表面261的缺陷，以提高检测的效果。

接着，在步骤1003中，投射光线270到薄膜260上。本实施例利用发光单元221沿着方向线D1投射光线270到薄膜260上。

然后，在步骤1005中，读取光线270投射在薄膜260处的图像。由于本实施例利用穿透式原理检测薄膜260，因此当光线270穿透通过薄膜260后，步骤1005是利用检测单元223在相对发光单元221的薄膜260的一侧读取图像。当然，该在线检测方法的步骤1003也可选择性地将光线270投射到与配向表面261相反的表面，如此，步骤1005则对应地于配向表面261的侧读取图像。

接着，在步骤1007中，显示图像，以供检测薄膜260的摩擦配向状况。在本实施例中，步骤1007利用显示单元225显示图像。然后，在步骤1009中，去除蒸气膜211。由于步骤1001在配向表面261上形成蒸气膜211，因此步骤1009是为了干燥配向表面261，以便于后面制作过程的进行。本实施例利用朝向配向表面261的干燥部件240去除蒸气膜211。

接着，在步骤1011中，清洁配向表面261。由于步骤1001在薄膜260上形成蒸气膜211会增加粒子附着到薄膜260的可能性，因此步骤1011的执行可去除附着在薄膜260上的粒子。本实施例利用至少一个清洁部件250清洁薄膜260的表面，如此一来，即可接着进行诸如贴附薄膜260的制作过程。

在本实施例中，在线检测方法还可选择性地包括调整方向线与薄膜的法线间的夹角的步骤，以从不同的角度投射光线到薄膜上并检测薄膜的摩擦配向状况。如图2B所示，发光单元221及检测单元223可相对薄膜260同步摆动，以调整方向线D1与薄膜260的法线N1的夹角θ1。该步骤可根据检测的需求不断地在检测中执行，以提高检测的准确性。在本实施例中，夹角θ1的范围可为0度至90度，实际应用中夹角θ1的范围优选地是0度至60度。上述即为依照本发明第一实施例的在线检测方法的流程。

在本实施例中，在线检测装置200和在线检测方法用于在薄膜260的制作过程中，实时发现可能存在于配向表面261的缺陷。此外，本实施例的发光单元221及检测单元223可依据需求同步摆动，以提供从不同方向检测薄膜260的摩擦配向状况。如此一来，薄膜260若存有缺陷即可立即发现，以避免材料的浪费。其次，本实施例的光学系统220利用读取薄膜260的图像，并且对图像做图像处理的方式检测薄膜260的配向表面261是否具有缺陷。如此一来，肉眼无法辨别的配向表面261的缺陷即可透过光学系统220辨别出来，以增加检测的准确度。

第二实施例

本实施例的在线检测装置与第一实施例的在线检测装置的差异在于光学系统的设计方式。参见图5A，其示出了根据本发明第二实施例的在线检测装置300的侧视图。在本实施例中，光学系统320采用反射式原理检测薄膜360的摩擦配向状况，因该光学系统320的发光单元321及检测单元323设置于薄膜360的同一侧。

此外，本实施例的输送机构330也配合光学系统320的设计对应地调整配置的方式。在本实施例中，如图5A所示，输送机构330例如包括至少一个导引滚轮331。导引滚轮331配置在薄膜360与配向表面361相反的一侧并且接触薄膜360。导引滚轮331除了用于导引薄膜360移动之外，导引滚轮331具有一反射表面331a，发光单元321和检测单元323皆朝向反射表面331a设置，以利用反射表面331a反射光线370。发光单元321投射的光线370沿一方向线D2穿透通过薄膜360，以接触反射表面331a。光线370由反射表面331a反射形成反射光373，检测单元323则接收反射光373，也就是说，检测单元323读取光线370投射在薄膜360上的图像。接着，检测单元323将该图像利用电信号的方式输出至显示单元325，以供检测薄膜360的配向表面361是否具有缺陷。

其次，输送机构330还可例如包括另外三个导引滚轮333、335和337，导引滚轮333、335和337也用于引导薄膜360移动。导引滚轮333、335和337可配合在线检测装置300的空间配置的方式摆置。至于蒸气产生部件310、干燥部件340及清洁部件350的用途都与第一实施例中所提及的相同，因此在此省略不再赘述。

在本实施例中，发光单元321和检测单元323可分别相对反射表面331a的法线N2作圆形轨迹的移动。例如，参见图5B，其示出了图5A的发光单元321和检测单元323相对反射表面331a的法线N2移动的示意图。图5B是以虚线表示发光单元321和检测单元323移动前的位置，并且以实线表示发光单元321和检测单元323移动后的位置。在本实施例中，发光单元321和检测单元323与反射表面331a的法线N2间具有相同的夹角θ2。在本实施例中，夹角θ2的范围可为0度至90度，实际应用中夹角θ2的范围优选地是0度至60度。

依照本发明第二实施例的在线检测装置300也应用依照第一实施例的在线检测方法来检测薄膜360。也就是说，在线检测装置300可依照图4的步骤1001至步骤1011来实时检测薄膜360的摩擦配向状况，其详细的步骤在此省略不再赘述。

由于本实施例的在线检测装置300是利用反射式原理检测薄膜360的摩擦配向状况，因该步骤1003及步骤1005分别利用设置于薄膜360同一侧的发光单元321和检测单元323来投射光线370到薄膜360上并读取投射在薄膜360的图像。其次，由于本实施例的发光单元321和检测单元323可分别相对反射表面331a的法线N2作圆形轨迹的移动，因此，应用本实施例的在线检测装置300进行检测时，除了图4所述的步骤外，还可进行调整发光单元321和检测单元323的步骤，以调整方向线D2与反射表面331a的法线N2间的夹角θ2。如此一来，光线370可以不同的方向投射到薄膜360上，以检测配向表面361的摩擦配向状况。当然，该步骤可根据检测的需求不断地在检测中执行，以提高检测的准确度。

本发明上述实施例所披露的在线检测装置及在线检测方法可连续地检测薄膜的配向表面，以确认配向表面是否具有缺陷。此外，在线检测装置及在线检测方法可选择性地利用穿透式原理或反射式原理检测薄膜的配向表面的摩擦配向状况。如此一来，不但可以增加检测的准确性，若配向表面存有缺陷，也可实时发现并对应处理，以便于进行后面的制作过程。其次，在检测薄膜时，不需要另外花费人力和时间取出薄膜，节省了薄膜的制造成本。至于在线检测装置的光学系统通过读取薄膜的图像，并且对图像做图像处理的检测方式检测薄膜，以增加辨别配向表面的缺陷的能力，并相对提高检测的可靠度。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用于限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更改与修饰。因此，本发明的保护范围依所附的权利要求所限定的范围为准。

符号说明

100：液晶面板          110：配向膜

111：沟槽              120：液晶层

121：液晶分子          130：彩色滤光片基板

140：薄膜晶体管基板    200、300：在线检测装置

210、310：蒸气产生部件 211、311：蒸气膜

220、320：光学系统     221、321：发光单元

223、323：检测单元     225、325：显示单元

230、330：输送机构                240、340：干燥部件

250、350：清洁部件                260、360：薄膜

261、361：配向表面                270、370：光线

331、333、335、337：导引滚轮      331a：反射表面

373：反射光                       D1、D2：方向线

N1、N2：法线                      θ1、θ2：夹角

Claims (10)

1.一种在线检测装置，用于检测薄膜的摩擦配向状况，所述薄膜具有配向表面，所述在线检测装置包括：

蒸气产生部件，朝向所述薄膜的所述配向表面设置，所述蒸气产生部件用于在所述配向表面上形成蒸气膜；

光学系统，包括：

发光单元，朝向所述薄膜设置，使光线投射在所述薄膜上；

检测单元，朝向所述薄膜设置，以读取所述光线投射在所述薄膜处的图像；和

显示单元，与所述检测单元电性连接，所述显示单元用于显示所述图像；以及

输送机构，用于引导所述薄膜相对所述光学系统移动。

2.根据权利要求1所述的在线检测装置，其中所述检测单元和所述发光单元分别设置于所述薄膜的两侧，并且所述检测单元与所述发光单元位于同一方向线上，所述光线沿所述方向线穿透通过所述薄膜。

3.根据权利要求2所述的在线检测装置，其中所述发光单元和所述检测单元相对于所述薄膜同步摆动，以调整所述方向线与所述薄膜的法线间的夹角。

4.根据权利要求3所述的在线检测装置，其中所述夹角的范围是0度至90度。

5.根据权利要求1所述的在线检测装置，其中所述光线投射到所述配向表面，所述输送机构包括：

至少一个导引滚轮，设置在所述薄膜与所述配向表面相反的一侧，并且所述导引滚轮与所述薄膜接触，所述导引滚轮具有反射表面，所述反射表面用于反射所述光线。

6.根据权利要求5所述的在线检测装置，其中所述光线沿一方向线穿透通过所述薄膜与所述反射表面接触。

7.根据权利要求6所述的在线检测装置，其中所述发光单元和所述检测单元分别相对所述反射表面的法线做圆形轨迹的移动，且所述发光单元和所述检测单元与所述反射表面的法线间具有相同的夹角。

8.根据权利要求7所述的在线检测装置，其中所述夹角的范围是0度至90度。

9.根据权利要求1所述的在线检测装置，设置在暗室中。

10.一种在线检测方法，用于检测薄膜的摩擦配向状况，所述薄膜具有配向表面，所述在线检测方法包括：

(a)当所述薄膜移动时，在所述薄膜的所述配向表面上形成蒸气膜；

(b)将光线投射到所述薄膜上；

(c)读取所述光线投射在所述薄膜处的图像；以及

(d)显示所述图像。

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