CN102749749B - 电光调变装置、电光检测器及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电光检测器，其包括一光源产生装置、一电光调变装置、一支撑模块以及一取像模块。该光源产生装置发射一光束。该电光调变装置调变该光束后该光束入射一待测物。该支撑模块包括一透明基板，该透明基板支撑该待测物并使调变后的该光束入射该透明基板。该取像模块转变该支撑模块所反射的该光束而成一图像信号。

Description

电光调变装置、电光检测器及其检测方法

技术领域

本发明系关于一种电光调变装置、电光检测器及其检测方法，特别是关于一种可应用于挠性待测物的电光调变装置、电光检测器及其检测方法。

背景技术

传统的电路检测设备常利用探针接触待测物并施予电压，检验待测物的电路状况，如短路、断路等。公知的接触式探针电路检测设备常应用于检测半导体晶粒的工艺及PCB板工艺的检测。随着半导体工艺的线宽越来越小，利用探针的检测方式势必受到探针物理尺寸的限制，且应用于小尺寸线宽检测的探针的制作费用也相当昂贵。当待测物的面积越来越大，检测所需的速度越来越快，全面检测的需求越来越多时，以抽检的方式，利用探针接触来检测电路则越来越不符合检测的需求。

如果经过激光图案化工艺后的待测物蚀刻并不完全时，像素会形成坏点，使良率下降。此外，在待测物工艺中，待测物的电路可能会产生短/断路、杂质、刮伤等现象。上述现象可经由快速检测的非接触式检测器检测，以节省后段工艺的成本，并确保产品的品质。

图1为一公知电光检测器，该电光检测器100包括产生光线的光源14、调变自光源14发射光线的调变器10、一镜面10-3并自该镜面10-3反射光线，反射的比率系由电场强度所决定、一分光镜12、一透镜16，可供聚焦自调变器10反射的光线、将光线转变成图像信号的一CCD摄影机17以及将图像信号转变成数位元图像信号的图像处理器18。而该数位元图像信号系由一显示器20所显示而分析。该调变器10包括一调变器本体10-2、一镜面10-3以及一支撑架10-1。该调变器本体10-2为六角形且由该支撑架10-1所支撑，该调变器本体10-2单侧有导电膜设置。该镜面10-3形成于该调变器本体10-2的底部。该调变器本体10-2包括一电极，其连接至一外部电源，该外部电源供应一参考电压，而调变器本体10-2的电光部系经由调变器本体10-2散射入射光并传输该反射光至分光镜12，反射光的比率系由调变器本体10-2的电场强度所决定。

通过数位元图像的不同灰阶程度，待测物的电路和蚀刻残留量则可被确定，进而确定在工艺中导电物质是否蚀刻完全，或确定表面瑕疵对导电图案的电性影响。如图1所示，调变器10与待测物22的间必须保持一定的距离(约10um)。且需分别施予正负电压，使其形成电容效应，产生感应电场进而驱动电光调变器10。由于距离(约10um)太小，很容易造成电光调制器10的反射镜面10-3磨损，增加维护的成本。且该反射镜面10-3无法使用传统的镀膜方式，因此制造成本相当昂贵。

为了改善反射镜面磨损，公知技术于反射镜面外，涂布一层缓冲层而减少反射镜面被直接磨损。但是上述先前技术并无法快速地量测具有翘曲性质的待测物，如软性电路板等等。

再者，一般之外观检测无法得知待测物的透明导电膜图案(如：ITO或AZO)的电性状况。由于待测物(如触控面板)具有极高的穿透率(高于90％)，因而使用一般的自动光学检测系统(AOI)检测外观图像所得到的图像对比相当低(尤其是跨桥部分之上下两层ITO结构)，很容易产生误判的情况。

发明内容

本发明提供一种电光调变装置，其包括一本体、一导电膜以及一透明保护膜。该本体含有一第一表面及一第二表面。该导电膜设置于该第一表面。该透明保护膜设置于该第二表面并位于一待测物之上。

该本体为一高分子散布型液晶显示器(PDLC显示器)。

该本体为一光学晶体，该光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群。

该透明保护膜的材质选自金属、有机物、无机物及陶瓷。

本发明亦提供一种电光检测器，其包括一光源产生装置、一电光调变装置、一支撑模块以及一取像模块。该光源产生装置发射一光束。该电光调变装置调变该光束后该光束入射一待测物。该支撑模块支撑该待测物并使调变后的该光束入射该支撑模块。该取像模块转换该支撑模块所反射的该光束而成一图像信号。

该电光调变装置包括一本体、一导电膜以及一透明保护膜，其中该本体含有一第一表面及一第二表面，该导电膜设置于该第一表面，该透明保护膜设置于该第二表面并位于该待测物之上。

该本体为一高分子散布型液晶显示器(PDLC显示器)。

该本体为一光学晶体，该光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群。

进一步包括一电源模块，该电源模块分别电性连接该导电膜及该待测物。

该电光调变装置另包括一透光基板，该透光基板设置于该导电膜上，该透光基板的面积大于该本体，且该导电膜设置于超出该本体之外的该透光基板上。

该取像模块选自一感光耦合元件(CCD)摄影机及一互补式金属氧化物半导体摄影机。

该支撑模块另包括一反射镜，该反射镜设置于该支撑模块并反射入射于该待测物的该光束。

该透明保护膜的材质选自金属、有机物、无机物及陶瓷。

本发明亦提供一种检测方法，其包括下列步骤：施加驱动电压于该待测物；将该电光调变装置接地；投射该光束于该电光调变装置；撷取该电光调变装置的该图像信号；以及通过该图像信号判断该待测物是否具有缺陷。

进一步包括量测并计算，无施加电压下，该待测物的一平均亮度值。

判断该待测物缺陷步骤中进一步包括根据该平均亮度值设定一预设阀值范围，并根据该预设阀值范围筛选该图像信号的多个像素。

判断该待测物缺陷步骤中另包括比对该待测物的图案与该些筛选像素并分析该待测物中有缺陷的各该些像素。

上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，俾使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求书标的的其他技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其他结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离权利要求书所界定的本发明的精神和范围。

附图说明

图1显示为公知电光检测器的示意图；

图2显示根据本发明一实施例的电光调变装置的剖面示意图；

图3显示根据本发明另一实施例的电光调变装置的剖面示意图；

图4显示根据本发明一实施例的电光检测器的示意图；

图5显示根据本发明另一实施例的电光检测器的示意图；

图6显示根据本发明又一实施例的电光检测器的示意图；

图7显示根据本发明再一实施例的电光检测器的示意图；及

图8显示根据本发明一实施例的电光检测器检测方法的流程图；

图9显示根据本发明另一实施例的电光检测器检测方法的流程图；及

图10显示根据本发明另一实施例的电光检测器检测方法的部分流程图。

附图标记说明

100       电光检测器

10        调变器

10-1      支撑架

10-2      调变器本体

10-3      镜面

12        分光镜

14        光源

16        透镜

17        CCD摄影机

18        图像处理器

20        显示器

22        待测物

30        电光调变装置

30′      电光调变装置

31        本体

32        第一表面

33        第二表面

34        导电膜

34′      导电膜

35        透明保护膜

36        透光基板

40        电光检测器

40′      电光检测器

40″      电光检测器

40″′    电光检测器

410       分光镜

420       光源产生装置

430       电光调变装置

430′     电光调变装置

431       本体

4311      第一表面

4312      第二表面

432       导电膜

433       透明保护膜

440       支撑模块

440′     支撑模块

441       透明基板

442       反射镜

450       取像模块

460       电源模块

490       待测物

491       透明导电膜图案

具体实施方式

本发明在此所探讨的方向为电光调变装置、电光检测器及其检测方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明的施行并未限定于相关领域的技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的结构或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以的后的专利范围为准。

本发明系提供一种电光调变装置、电光检测器及其检测方法。本发明主要为利用待测物与电光调变装置的间所产生的电容所产生感应电场来驱动电光调变装置，进而获得调变后的图像资料。此外由于本发明可用来检测微小化的待测物并可快速地以接触式或非接触式的方式进行检测，因此可应用于前案技术所无法应用的挠性或具有翘曲性质的待测物上。

本发明的电光调变装置、电光检测器及其检测方法可应用的层面包括触控面板的透明导电膜(ITO)的图案工艺检测、半导体晶粒工艺检测、薄膜电晶体液晶阵列工艺检测、太阳能的透明导电膜的图案工艺检测以及软性显示器的透明导电膜的图案检测。

如图2的本发明的一实施例的电光调变装置30所示，电光调变装置30包括一本体31、一导电膜34以及一透明保护膜35。该本体31含有一第一表面32及一第二表面33。该导电膜34设置于该第一表面32，而该透明保护膜35则设置于第二表面33并直接接触待测物(图未示)。在此实施例中，导电膜34为透明导电膜(ITO)可供光束通过。该电光调变装置30的本体31可为一高分子散布型液晶显示器(PDLC显示器)或是一光学晶体，该光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群。当导电膜34电性连接电源(图未示)时，该透明保护膜35可与待测物(图未示)保持一定距离或与待测物直接接触即可产生类似电容的效应，进而驱动电光调变装置本体31调变入射光束，以供产生图像。

图3显示本发明另一实施例的电光调变装置30′，电光调变装置30′包括一本体31、导电膜34′、透明保护膜35及透光基板36。该本体31与透明保护膜35的结构与连接关系与上述实施例相类似，在此不在赘述。该透光基板36设置于该导电膜34′上。由于该透光基板36的面积大于该本体31，当导电膜34′设置于该透光基板36上时，导电膜34′亦设置于超出该本体31之外的该透光基板36上。

如图3所示的实施例中，本发明应用于前案电光调制器结构过于复杂、大面积制作困难、制造成本昂贵，且容易使镜面磨损，而增加检测成本。因此本发明利用透光基板36作为基板，并涂布导电膜34′于透光基板36上后，再涂布上本体31材料(如高分子散布型液晶或光学晶体，而光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群)。最后将透明保护膜35设置于本体31上。在此实施例中，透明保护膜35具有耐磨和抗刮的特性，以保护液晶层，此架构可以使电光调制器30′结构避免过于复杂，大面积制作，制造成本昂贵，也使机台维护成本降低。

上述图2与图3实施例的电光调变装置30及电光调变装置30′并无任何镜面的设置，且本发明的电光调变装置30及电光调变装置30′具有透明保护膜35可供与待测物直接接触或非直接接触并检测的，以利检测具有翘曲特性或表面不平整的待测物。

本发明检测的待测物为图案化工艺后的导电膜。由于导电膜经过图案蚀刻工艺后，若蚀刻不完全，会导致导电膜的线路设计与原先设计有差异，而产生短路或断路现象。若蚀刻导电膜有些许残留时，本发明的电光检测器同时可检测刮伤、灰尘、碰撞或残留等现象。

如图4的实施例所示，电光检测器40包括一光源产生装置420、一电光调变装置430、一支撑模块440以及一取像模块450。该光源产生装置420发射一光束，该光束入射电光检测器40的分光镜410。分光镜410可将光束反射至电光调变装置430。电光调变装置430包括一本体431、一导电膜432以及一透明保护膜433，其中该本体431含有一第一表面4311及一第二表面4312，该导电膜432设置于该第一表面4311，该透明保护膜433设置于该第二表面4312并直接接触或非直接接触该待测物490，因此能因应不同翘曲性质的待测物，并可快速地检测微小结构并减少误判的电光检测器。该待测物490另包括一透明基板441，该透明基板441具有透明导电膜(如ITO或AZO)，该透明基板441亦可为可挠性的透明基板441。其中该本体431可为一高分子散布型液晶显示器(PDLC显示器)或为一光学晶体，该光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群。

如图4所示，支撑模块440包括一反射镜442。，且该支撑模块440可支撑该待测物490并允许经由电光调变装置430调变后的该光束入射该支撑模块440的反射镜442。本发明另包括一电源模块460，该电源模块460分别电性连接该导电膜432及该待测物490的透明基板441。当电源模块460分别电性连接该导电膜432及该透明基板441时，电光调变装置430接触或接近待测物490后，待测物490上的透明导电膜图案491与电光调变装置430形成电容状态，进而产生感应电场并驱动电光调变装置430。由于感应电场将驱动电光调变装置430，因此待测物490的图案491会间接呈现于电光调变装置430上。光源产生装置420的光束入射于该电光调变装置430后，取像模块450将撷取电光调变装置430所调变的感应电压图像，并转变该电光调变装置430所反射的该光束而成一图像信号。通过图像信号的灰阶强度，透明导电膜的残留状况可被检测。相同地，工艺所产生的缺陷，也可利用本发明所提出的检测方法，而检测缺陷是否会对透明导电膜的线路产生电性影响。

如图4所示，该电光调变装置430调变该光束后，部分该光束入射至待测物490。该支撑模块440的反射镜442系设置于透明基板441的下，在此实施例中反射镜442直接接触透明基板441，然而在其他实施例中反射镜442与待侧物490的透明基板441存在一间隙，且该反射镜442系反射入射于该待测物490的该光束，因此反射镜442可提高由取像模块450(如感光耦合元件(CCD)摄影机或互补式金属氧化物半导体摄影机)所撷取图像的对比值，进而减少误判的情况发生。然而在如图5所示的实施例中，电光检测器40′的支撑模块440′亦可省略反射镜442。

复参照图3，电光调变装置30′的透光基板36可为BK7玻璃或乙烯对苯二甲酸酯(PET)软板。在此实施例中，透明保护膜35厚度越薄愈好，较佳的厚度范围约5微米至15微米的间。透明保护膜35的主要用途在于保护本体31，并使本体31与待测物的间产生电容效应，透明保护膜35的材质可为金属、有机物、无机物或陶瓷等材料。然而如图6及图7的电光检测器40″、40″′实施例(分别为图4及图5的变化实施例)所示，电光调变装置430′的透明保护膜433亦可并入本体431，而使本体431具有抗磨耐刮的特性。上述各种电光检测器的实施例的光束将会穿透电光调变装置及待测物，而前案的光束在电光调变装置的反射镜面则被反射而并不会照射至待测物上，因此本发明的图像对比度较佳。

再者，如图8所示为一种利用上述装置的检测方法，包括下列步骤：步骤8010施加驱动电压于该待测物；步骤8020将该电光调变装置接地；步骤8030投射该光束于该电光调变装置；步骤8040撷取该电光调变装置的该图像信号；以及步骤8050通过该图像信号判断该待测物是否具有缺陷。上述各步骤并不依步骤的数字大小而有顺序的关系。

使用感光耦合元件(CCD)摄影机所拍摄的结果：(一)若未加电压时，粗略灰阶值为25；(二)若有加电压，但无设置反射镜时，透明导电膜(ITO)区的粗略灰阶值为50，蚀刻区的粗略灰阶值为35，黑白对比约为15；(三)若有加电压，且设置反射镜时，透明导电膜区的粗略灰阶值为80，蚀刻区的粗略灰阶值为40，黑白对比约为40，有设置反射镜较无设置反射镜的黑白对比增加2.5倍，故可验证本发明的无可预期的功效。

此外，如图9所示为另一种检测方法的实施例，包括下列步骤：步骤9010，量测并计算，无施加电压下，该待测物的一平均亮度值；步骤9020施加驱动电压于该待测物；步骤9030将该电光调变装置接地；步骤9040投射该光束于该电光调变装置；步骤9050撷取该电光调变装置的该图像信号；以及步骤9060通过该图像信号判断该待测物是否具有缺陷。其中步骤9060进一步如图10所示包括步骤9061根据该平均亮度值设定一预设阀值范围、步骤9062根据该预设阀值范围筛选该图像信号的多个像素、步骤9063比对该待测物的图案与该些筛选像素，及步骤9064分析该待测物中有缺陷的各该些像素，上述各步骤并不依步骤的数字大小而有顺序的关系。

以上述检测方法为例，每次量测前，在无施加电压下，预先量测并计算该待测物的平均亮度值(如25单位)，接着如图8所示的实施例进行量测，施加电压后，可依据该待测物的不同并根据该平均亮度值设定预设阀值范围(如40至45单位)，由于该待测物的图案通常具有许多不同的检测区域(如导电膜区与蚀刻区)，不同的检测区域具有不同的亮度值，因此某些区域(如蚀刻区(平均亮度值40单位))可能与具有缺陷的区域一起被视为具有缺陷。因此该预设阀值范围所筛选出的多个像素有部分确实具有缺陷，而另一部分则为正常。为了区分具有缺陷的各该些像素，本发明可利用已知的该待测物的图案与被筛选出的像素进行比对并分析在该待测物中哪些像素确实具有缺陷。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，在不背离后附权利要求书所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多装置或结构或方法步骤可以不同的方法实施或以其他结构予以取代，或者采用上述二种方式的组合。

本案的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本；领域技术人员基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。因此，以下的权利要求书是用以涵盖用以此类工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。

Claims (12)

1.一种电光检测器，包括：

一光源产生装置，发射一光束；

一电光调变装置，调变该光束后该光束入射一待测物；

一支撑模块，支撑该待测物并使调变后的该光束穿透该待测物并入射该支撑模块，其中该支撑模块另包括一反射镜，该反射镜设置于该支撑模块并反射入射于该待测物的该光束；以及

一取像模块，转变该电光调变装置所反射的该光束而成一图像信号。

2.根据权利要求1所述的电光检测器，其特征在于，该电光调变装置包括一本体、一导电膜以及一透明保护膜，其中该本体含有一第一表面及一第二表面，该导电膜设置于该第一表面，该透明保护膜设置于该第二表面并位于该待测物之上。

3.根据权利要求2所述的电光检测器，其特征在于，该本体为一高分子散布型液晶显示器(PDLC显示器)。

4.根据权利要求2所述的电光检测器，其特征在于，该本体为一光学晶体，该光学晶体的材质选自磷酸二氢钾、磷酸二氘钾及磷酸二氢铵组成的群。

5.根据权利要求2所述的电光检测器，其特征在于，进一步包括一电源模块，该电源模块分别电性连接该导电膜及该待测物。

6.根据权利要求2所述的电光检测器，其特征在于，该电光调变装置另包括一透光基板，该透光基板设置于该导电膜上，该透光基板的面积大于该本体，且该导电膜设置于超出该本体之外的该透光基板上。

7.根据权利要求1所述的电光检测器，其特征在于，该取像模块选自一感光耦合元件(CCD)摄影机及一互补式金属氧化物半导体摄影机。

8.根据权利要求2所述的电光检测器，其特征在于，该透明保护膜的材质选自金属、有机物、无机物及陶瓷。

9.一种利用权利要求1的电光检测器的检测方法，包括下列步骤：

施加驱动电压于该待测物；

将该电光调变装置接地；

投射该光束于该电光调变装置；

撷取该电光调变装置的该图像信号；以及

通过该图像信号判断该待测物是否具有缺陷。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，进一步包括量测并计算，无施加电压下，该待测物的一平均亮度值。

11.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，判断该待测物缺陷步骤中进一步包括根据该平均亮度值设定一预设阀值范围，并根据该预设阀值范围筛选该图像信号的多个像素。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，判断该待测物缺陷步骤中另包括比对该待测物的图案与该些筛选像素并分析该待测物中有缺陷的各该些像素。