CN101995671A - 液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法。液晶显示面板边缘缺陷的测试系统包括：图像采集装置，用于对预先放置在待检测区域的切割后的液晶显示面板的边缘，进行图像采样；控制器，用于根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。本发明提供的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法，对LCD面板边缘缺陷进行非接触式的光学影像测试，相对于接触式的机械对位的LCD面板边缘缺陷的测试系统和方法，具有测试系统迅速启动、检测精准度高、操作较为方便、寿命较长等优点，有利于提高LCD面板边缘缺陷的检测可靠性。

Description

液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示(Liquid Crystal Display，简称LCD)面板(Panel)，特别是涉及一种在大尺寸的玻璃基板上制成多个LCD面板并切割成各个单位LCD面板之后，用于测试切割后LCD面板的边缘缺陷的测试系统及其测试方法。

背景技术

在LCD面板的制造工艺中，通常首先在一个大尺寸的玻璃基板上形成多个LCD面板，每个LCD面板包括：对盒设置的阵列(Array)基板和彩色滤光片(Color Filter，简称CF)基板、以及在二者之间填充的液晶层；之后，将大尺寸的玻璃基板上形成的多个LCD面板，采用比玻璃基板硬度高的刀轮在玻璃基板表面形成预定切割线，并沿预定切割线扩展裂纹(PropagatingCrack)，从而切割得到各个单位LCD面板。

LCD面板切割后在边缘处经常出现毛刺(Burr)残留的现象。现有技术是采用物理接触式的机械对位的测量系统，来检测切割后的LCD面板的边缘是否存在毛刺。图1为现有技术LCD面板边缘缺陷测试系统的结构示意图。如图1所示，现有技术用于测试切割后的LCD面板的测量系统包括：第一测试条11、第二测试条12、第三测试条13和第四测试条14，以及用于放置待测试的LCD面板的工作台(未图示)。待测试的LCD面板包括对盒设置后的阵列基板21和CF基板22，阵列基板21与CF基板22不重叠的边缘区域的一边(即：长边)形成有数据线焊盘211，另一边(即：短边)形成有栅线焊盘212。在进行LCD面板边缘缺陷的测试时，将待测试的LCD面板放置在工作台上，第一测试条11和第三测试条13相向运动，分别与LCD面板二个相对的长边啮合，用于测试LCD面板二个相对的长边是否有毛刺；第二测试条12和第四测试条14相向运动，分别与LCD面板二个相对的短边啮合，用于测试LCD面板二个相对的短边是否有毛刺。

但现有测试系统是基于接触式的机械对位方式进行LCD面板边缘缺陷的检测，检测精度低，检测所需的时间较长，误检的几率较高，部分形成有毛刺的LCD面板流入下游生产工序，对下游生产设备造成损害的几率较大；此外，现有测试系统的检测过程较难控制，例如，如果测试条与LCD面板之间的啮合力度过大，可能夹碎LCD面板。因此，现有测试系统的检测可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法，从而有利于提高切割后LCD面板边缘缺陷的检测可靠性。

本发明提供了一种液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，包括：

图像采集装置，用于对预先放置在待检测区域的液晶显示面板的边缘，进行图像采样；

控制器，用于根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

本发明还提供了一种基于上述液晶显示面板边缘缺陷的测试系统的测试方法，包括：

将液晶显示面板的边缘放置在待检测区域；

图像采集装置对所述待检测区域进行图像采样；

控制器根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

本发明提供的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统及其测试方法，对LCD面板边缘缺陷进行非接触式的光学影像测试，相对于接触式的机械对位的LCD面板边缘缺陷的测试系统和方法，具有测试系统迅速启动、检测精准度高、操作方便、寿命较长等优点，有利于提高LCD面板边缘缺陷的检测可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术LCD面板边缘缺陷测试系统的结构示意图；

图2为本发明LCD面板边缘缺陷的测试系统的结构示意图；

图3为本发明LCD面板边缘缺陷的测试方法的流程示意图；

图4a为本发明LCD面板可能产生的边缘缺陷类型一示意图；

图4b为本发明LCD面板可能产生的边缘缺陷类型二示意图；

图4c为本发明LCD面板可能产生的边缘缺陷类型三示意图；

图5为本发明LCD面板边缘缺陷的测试过程中照明系统和CCD相机的安装示意图。

附图标记说明：

11-第一测试条；     12-第二测试条；       13-第三测试条；

14-第四测试条；     21-阵列基板；         22-CF基板；

211-数据线焊盘；    212-栅线焊盘；        31-图像采集装置；

311-CCD相机；       312-CCD扩展单元；     32-控制器；

321-过滤单元；      322-判断单元；        33-照明系统；

323-缺陷等级判定器；34-检测结果输出装置； 35-计算机；

41-毛刺；           42-裂缝；             43-缺损；

5-LCD面板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明LCD面板边缘缺陷的测试系统的结构示意图。如图2所示，本发明LCD面板边缘缺陷的测试系统包括：图像采集装置31和控制器32。

图像采集装置31用于对预先放置在待检测区域的液晶显示面板的边缘，进行图像采样。图像采集装置31可具体为电荷耦合器(Charge CoupleDevice，简称CCD)相机，即CCD相机311，CCD相机311采集图像信息的核心部件是CCD，CCD由多个感光单位组成，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号叠加在一起，构成了一幅完整的画面。CCD相机311置于待检测区域的预设高度，将采集到的图像信息发送到控制器32。CCD相机的具体设置位置可根据实际需要设置，优选的，CCD相机可设置在距离待检测区域上方110mm～150mm处。由于黑白CCD对比度相对较高，因此CCD相机311优选为黑白CCD相机。如果LCD面板尺寸较大，单个CCD相机311无法完全采样到LCD面板的各边缘时，图像采集装置31还可包括CCD扩展单元312，多个CCD相机311通过CCD扩展单元312与控制器32连接。

控制器32用于根据采样的图像信息，判断LCD面板的边缘是否存在边缘缺陷。可选的，控制器32可包括：过滤单元321和判断单元322。过滤单元321用于过滤采样的图像信息中的干扰像信息；判断单元322用于根据所述过滤单元处理后的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在缺陷。为了确定LCD面板的缺陷等级，LCD面板的测试系统还可包括：缺陷等级判定器323。缺陷等级判定器323用于在判断单元322的判断结果表明LCD面板的边缘存在边缘缺陷时，根据边缘缺陷信息，判定LCD面板的缺陷等级。

为了便于进行图像采样，LCD面板的测试系统还可包括：照明系统33。照明系统33用于为放置有切割后的液晶显示面板的边缘的待检测区域，提供光照。由于蓝光波长短，CCD对蓝光敏感度较强，因此照明系统优选为蓝光照明系统，以提高CCD相机拍摄得到的采样图形的清晰度。进一步的，为了便于CCD相机较全面采集到LCD面板边缘缺陷信息，优选的，可在距离LCD面板上方40mm～60mm处，以及距离LCD面板边缘10mm～30mm处设置所述照明系统。

为了LCD面板的下游生产设备能够根据LCD面板的缺陷情况，对LCD面板的品质进行分类，LCD面板的测试系统还可包括：检测结果输出装置34。检测结果输出装置34用于输出控制器32的判断结果。检测结果输出装置34可具体为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，通过PLC将控制器32的判断结果输出给LCD面板的下游生产设备。

进一步的，为了便于对测试系统中的上述部件进行调试、监控以及对测试结果进行分析，LCD面板边缘缺陷的测试系统还可包括：计算机35。计算机35分别与图像采集装置31、控制器32、照明系统33和检测结果输出装置34连接，用于对这些部件进行调试、监控以及对测试结果进行分析等处理。

本发明提供的LCD面板边缘缺陷的测试系统，是对LCD面板边缘缺陷进行测试的非接触式的光学影像系统，相对于接触式的机械对位的LCD面板边缘缺陷的检测系统，具有测试系统迅速启动、检测精准度高、操作较为方便、寿命较长等优势，有利于提高LCD面板边缘缺陷的检测可靠性。

本发明提供的LCD面板边缘缺陷的测试系统，可应用于切割后的LCD面板边缘缺陷的检测，也可应用于切割前的LCD面板边缘缺陷的检测，其中，LCD面板可具体为包括对盒设置后的阵列基板和CF基板组成的LCD面板，或者，还可具体为对盒设置前的阵列基板或者CF基板。

下面仅以切割后的已对盒设置的LCD面板为例，对本发明提供的LCD面板边缘缺陷的测试系统的测量方法，进行详细说明。

图3为本发明LCD面板边缘缺陷的测试方法的流程示意图。在采用如图2所示的测试系统测试LCD面板的边缘缺陷时，其测试方法如图3所示，包括：

步骤1、将切割后的液晶显示面板的边缘放置在待检测区域。

图4a～图4c为本发明LCD面板可能产生的边缘缺陷类型示意图。切割后的已对盒设置的LCD面板包括对盒设置后的阵列基板21和CF基板22，阵列基板21与CF基板22不重叠的边缘区域的一边(即：长边)形成有数据线焊盘211，另一边(即：短边)形成有栅线焊盘212。LCD面板的边缘缺陷通常可包括：边缘残留的毛刺41(如图4a所示)、边缘产生的裂缝42(如图4b所示)、边缘产生的缺损43(如图4c所示)等。LCD面板边缘缺陷，例如毛刺，缺陷自身是透明的且无固定形状，可随机分布在LCD面板边缘的任何位置。

在测试LCD面板的边缘缺陷之前，首先将需要图像采样的LCD面板的边缘，通过外部的运送装置送至待测试区域。

步骤2、CCD相机对上述待检测区域进行图像采样。

图5为本发明LCD面板边缘缺陷的测试过程中照明系统和CCD相机的安装示意图。如图5所示，首先将切割后的LCD面板5放置在待测试区域上，调整CCD相机311的工作间距(Work Distance，简称WD)。工作间距即为LCD面板5的最高点距离CCD相机311的镜头之间的距离，本实施例中，工作间距可为130mm，且CCD相机311位置可在20mm内微调。照明系统33一方面从距离LCD面板5的正上方WL1＝50mm处照射LCD面板，另一方面从距离LCD面板5的边缘WL2＝20mm处照射LCD面板5，光源的位置可在10mm内微调。照明系统33和CCD相机311调试结束后，通过CCD相机311对上述待检测区域中的LCD面板5进行图像采样。

由于LCD面板边缘可能形成的缺陷的位置具有一定的随机性，且LCD面板边缘上形成有金属电极，如LCD面板的长边形成有数据线焊盘，LCD面板的短边形成有栅线焊盘，这些金属电极在拍摄采样图像时，可能会造成干扰影像。因此，为了尽可能准确、全面地拍摄到采样信息，在进行采样图像的拍摄时，需要选择合适的CCD相机，合理匹配CCD相机和照明系统的使用，具体的，可通过选择合适的CCD像素精度、拍摄速度、镜头景深和照明系统的合理匹配，提高LCD基板边缘缺陷的检测的可靠性：

像素精度因CCD相机分辨率、视野范围和照明条件的变化而变化。在实际应用中，可根据产线结构及生产节拍(Tact Time)选定CCD相机，例如可选用拍摄像素值为200万像素，分辨率1600×1200，视野范围16×12mm的CCD相机进行拍摄；

CCD相机的拍摄速度可根据实际生产需求设置，例如19英寸宽屏的LCD面板的长边(即形成有数据线焊盘的一边)长度约为420mm，CCD相机拍摄完成该LCD面板的长边，大约需要1500ms；

CCD相机可选用50mm焦距的镜头，通过调节照明系统，镜头的景深约为3mm；

在照明系统的选择上，由于蓝光波长短，CCD对蓝光敏感度较强，因此可优选蓝光照明系统，以提高CCD相机拍摄得到的采样图形的清晰度。

步骤3、控制器根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

对于没有出现边缘缺陷的LCD面板，即正常的LCD面板，拍摄得到的采样图像显示，LCD面板各点亮点均匀，没有异常的亮点；而对于边缘存在缺陷的LCD面板，如：边缘残留较少毛刺的LCD面板、边缘残留多处毛刺的LCD面板以及边缘出现裂纹的LCD面板，拍摄得到的采样图像显示，LCD面板各中存在或多或少的异常亮点，这些异常亮点即对应LCD面板的边缘缺陷。

CCD相机将拍摄的采样图像传输给控制器，控制器对采样的图像信息进行分析，判断LCD面板的边缘是否存在边缘缺陷。具体分析方式不受限制，例如：可采用实时差分处理的方式确定差分点(即异常亮点)，该方式根据采样图像信息内的单元像素区之间的色度变化幅度，来判断是否存在差分点。该方式特别适用于背景单一的情形。

由于LCD面板边缘上形成有金属电极，如LCD面板的长边形成有数据线焊盘，LCD面板的短边形成有栅线焊盘，这些金属电极在CCD相机拍摄采样图像时，可能会造成干扰影像。因此，为了尽可能准确地确定异常亮点，控制器可对采样的图像信息进行处理，过滤采样的图像信息中的干扰像信息，根据过滤处理后的图像信息，判断LCD面板的边缘是否存在边缘缺陷。

具体的，控制器可对采集图像信息进行颜色抽取、浓淡等过滤处理，去除采样图像信息中的干扰影像，具体实现方式不受限制。例如：可使用注册的标准图像信息进行差分处理：该方式通过比较采集到的图像信息和注册的标准图像信息，提取二者的差分点，根据差分点信息生成检测图像；该差分点即为异常亮点。由于标准图像信息和采集图像信息中都存在基本相同的干扰像信息，因此可对干扰像信息进行抵消，检测图像中体现的信息因而消除了干扰像信息的影响，在此基础上，在检测图像中将异常亮点对应的位置标记出来。

步骤4、控制器在确定液晶显示面板的边缘存在边缘缺陷时，根据边缘缺陷信息，判定LCD面板的缺陷等级。

在检测图像中，LCD面板的边缘缺陷信息都会突出标记出来，标记处的数量及其分布情况，可直接反映LCD面板边缘缺陷的严重程度。如果标记处较多，分布范围较广，则说明LCD面板的边缘缺陷较严重；反之，如果标记处较小，分布范围较窄，则说明LCD面板的边缘缺陷较轻微。控制器在获取LCD边缘缺陷信息之后，可根据获取的边缘缺陷信息判定LCD面板的缺陷等级。

在实际应用中，可根据每种缺陷类型，预先设置对应的缺陷等级判定条件。表1为LCD面板边缘缺陷判定条件示例。如表1所示，对应于“毛刺”和“裂缝”类缺陷，如果产生的毛刺孔径小于0.5mm，裂缝的长度小于0.5mm，则可认为是工艺要求允许的范围，缺陷等级为“OK”，否则，缺陷等级为“NG”。对应于“缺损”类缺陷，如果产生缺损面小于电极宽度的一半，则可认为缺陷等级为“OK”，否则，缺陷等级为“NG”。上述各例中，缺陷等级为“OK”的产品虽然可能存在部分瑕疵，但对LCD面板整体显示性能影响较小；缺陷为“NG”的产品，其边缘缺陷已经超出了LCD面板工艺允许的范围，属于次品。

表1为LCD面板边缘缺陷判定条件示例

需要说明的是，表1列出的各项参数条件仅仅为一个示例，在实际应用中，根据LCD面板实际工艺标准、尺寸和用途可能会有不同的要求，可根据实际需要确定缺陷等级判定条件。

步骤5、检测结果输出装置(如：PLC)将控制器的判断结果，向LCD面板下游生产设备输出。

控制器和PLC之间可通过串行通讯模块或以太网通讯模块建立通信连接。其中，控制器通过串行通讯模块可对PLC上预先设置的软元件(如：表1中的B0、B1、B2和B3)，进行读写控制。

在上述技术方案的基础上，还可将CCD相机、控制器以及PLC分别与计算机连接，将CCD相机采集得到的采样图像、控制器判定得到的检测图像以及PLC得到的缺陷等级等信息，发送给计算机，由计算机进行整个测试过程进行监控、对测试结果进行调试和分析处理等。

通过上述分析可知，本发明采用非接触式的光学影像系统对LCD面板边缘缺陷进行测试，由于光学影像系统具有迅速启动、检测精准度高、寿命较长等优点，因此，相对于接触式的机械对位的LCD面板边缘缺陷的检测系统和方法而言，精度较高、操作较为方便，便于维护，具备实际推广价值，有利于提高LCD面板边缘缺陷的检测可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，包括：

图像采集装置，用于对预先放置在待检测区域的液晶显示面板的边缘，进行图像采样；

控制器，用于根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

2.根据权利要求1所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，还包括：

照明系统，用于为所述待检测区域提供光照。

3.根据权利要求2所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述照明系统为蓝光照明系统。

4.根据权利要求2或3所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，距离所述液晶显示面板上方40mm～60mm处，以及距离所述液晶显示面板边缘10mm～30mm处设置所述照明系统。

5.根据权利要求2所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，还包括：

检测结果输出装置，用于输出所述控制器的判断结果。

6.根据权利要求1所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述图像采集装置包括：电荷耦合器CCD相机，所述CCD相机置于所述待检测区域的预设高度处，并与所述控制器连接。

7.根据权利要求6所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括：CCD扩展单元，至少一个所述CCD相机通过所述CCD扩展单元与所述控制器连接。

8.根据权利要求6或7所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述CCD相机为黑白CCD相机。

9.根据权利要求6或7所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，所述预设高度为110mm～150mm。

10.根据权利要求1所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述控制器包括：

过滤单元，用于过滤采样的图像信息中的干扰像信息；

判断单元，用于根据所述过滤单元处理后的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

11.根据权利要求10所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，所述控制器还包括：

缺陷等级判定器，用于在所述判断单元的判断结果表明所述液晶显示面板的边缘存在边缘缺陷时，根据边缘缺陷信息，判定所述液晶显示面板的缺陷等级。

12.根据权利要求5所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统，其特征在于，还包括：

计算机，用于对所述图像采集装置、所述控制器、所述照明系统和所述检测结果输出装置进行调试和监控。

13.一种基于权利要求1～12任一所述的液晶显示面板边缘缺陷的测试系统的测试方法，其特征在于，包括：

将液晶显示面板的边缘放置在待检测区域；

图像采集装置对所述待检测区域进行图像采样；

控制器根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

14.根据权利要求13所述的测试方法，其特征在于，所述根据采样的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷，包括：

过滤所述采样的图像信息中的干扰像信息；

根据过滤处理后的图像信息，判断所述液晶显示面板的边缘是否存在边缘缺陷。

15.根据权利要求13或14所述的测试方法，其特征在于，在判断结果表明所述液晶显示面板的边缘存在边缘缺陷时，还包括：

根据边缘缺陷信息，判定所述液晶显示面板的缺陷等级。

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