CN104677314A - 检测显示面板表面平坦度的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测显示面板表面平坦度的装置及方法。所述检测显示面板表面平坦度的装置包括：承载基台，用于承载显示面板；图像采集单元，用于在检测平面中的与显示面板面向图像采集单元的表面中预设的各检测点对应的位置对检测点对焦，并将对焦完成时的焦距发送给数据处理单元；所述检测平面为一与承载基台的承载面平行的平面；数据处理单元，用于根据图像采集单元发送来的焦距数据，计算各所述检测点相对于所述图像采集单元所在平面的距离，并据此确定所述显示面板面向图像采集单元的表面的平坦度。上述检测显示面板表面平坦度的装置在检测显示面板表面的平坦度时无需与显示面板接触，从而可以避免显示面板的损坏及污染显示面板。

Description

检测显示面板表面平坦度的装置及方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种检测显示面板表面平坦度的装置，以及一种检测显示面板表面平坦度的方法。
背景技术
显示面板包括阵列基板和与其对盒的对盒基板。在一般的显示基板的制备过程中，需要首先在阵列基板上制备薄膜晶体管、像素电极、信号线等结构，以及，在对盒基板上制备彩膜、黑矩阵等结构；而后，在阵列基板(或对盒基板)上设置隔垫物，并在边缘处涂布封框胶，将阵列基板与对盒基板对盒，并注入液晶，从而完成显示面板的制备。
在上述制备过程中，由于各个隔垫物高度不一致、边缘的各区域所涂布的封框胶的厚度不一致，以及阵列基板与对盒基板的对盒过程存在偏差等因素，对盒完成后的显示面板容易出现平坦度较差的情况，因此，在上述显示面板制备完成后，需要检测显示面板表面的平坦度。
特别是对于On-Cell型的触控显示面板而言，在其制备过程中，在将阵列基板与对盒基板对盒后，还需要依次进行沉积→涂胶→曝光→显影→刻蚀等工艺，在对盒基板的一侧制备触控电极，以实现触控操作；其中，在曝光过程中，显示面板表面的平坦度较差容易造成曝光无法对准的情况，从而会影响触控电极的形状和精度。因此，对于On-Cell型触控显示面板，就更需要在制备触控电极前的成盒过程中，检测阵列基板与对盒基板对盒后的显示面板的表面的平坦度，并反馈到成盒工序中。
现有技术中，一般使用探针划过显示面板的表面，来检测显示面板的表面的平坦度。但上述检测方法中，探针与显示面板接触，且其二者之间存在摩擦，这样就容易在显示面板上产生划痕，以及产生粉末/颗粒，从而导致显示面板的损坏及对显示面板的污染。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种检测显示面板表面平坦度的装置及方法，其在检测显示面板表面的平坦度的过程中无需接触显示面板，可以避免显示面板的损坏，以及，对显示面板的污染。
为实现本发明的目的而提供一种检测显示面板表面平坦度的装置，其包括承载基台、图像采集单元和数据处理单元；所述承载基台，用于承载显示面板；所述图像采集单元，用于在检测平面中的与显示面板面向图像采集单元的表面中预设的各检测点对应的位置对所述检测点对焦，并将对焦完成时的焦距发送给所述数据处理单元；所述检测平面为一与承载基台的承载面平行的平面；所述数据处理单元，用于根据所述图像采集单元发送来的焦距数据，计算各所述检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板面向图像采集单元的表面的平坦度。
其中，各所述检测点在所述显示面板的面向图像采集单元的表面上均匀分布。
其中，所述检测显示面板表面平坦度的装置还包括监视器；所述数据处理单元还用于根据各所述检测点相对于检测平面的距离数据生成显示面板面向图像采集单元的表面的等高图；所述监视器用于显示所述数据处理单元生成的等高图。
其中，所述图像采集单元包括第一采集模块和第二采集模块；所述第一采集模块用于采集包含显示面板的面向图像采集单元的表面的所有区域的图像；所述第二采集模块用于捕捉各所述检测点处的图案，并完成对所述图案的对焦。
其中，所述第二采集模块完成对各所述检测点的对焦的可变焦范围为10～100倍。
其中，所述第二采集模块包括镜头和多个对焦组件，各所述对焦组件具有不同的可变焦范围。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种利用本发明提供的上述检测显示面板表面平坦度的装置检测显示面板表面的平坦度的方法，所述检测显示面板表面平坦度的方法包括：
S1，将显示面板置于承载基台的承载面上；
S2，使用图像采集单元在检测平面中的与各检测点对应的位置对对应的检测点进行对焦，并获得对焦完成时的焦距；
S3，根据对各检测点对焦时的焦距数据，计算显示面板上的各检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板表面的平坦度。
其中，在步骤S1中，所述承载基台水平设置。
其中，在进行步骤S1前，检测所述承载基台的水平度，并在所述承载基台的水平度超出预设范围时，进行校正。
其中，在步骤S2前，采集包含显示面板的面向图像采集单元的表面的所有区域的图像，并在该图像中识别预设的标记点，建立基础坐标系和精确坐标系；所述基础坐标系用于识别所述显示面板是否偏移正常位置；所述精确坐标系用于确定所述显示面板的面向图像采集单电源的表面上的每个点的坐标。
其中，所述检测显示面板表面平坦度的方法还包括：
S4，根据各检测点相对于所述图像采集单元所在平面的距离数据生成所述显示面板面向图像采集单元的表面的等高图，并在所述监视器上显示所述等高图。
其中，所述显示面板包括阵列基板和与其对盒的对盒基板，以及用于实现触控的触控电极；所述触控电极设置在所述对盒基板上，且所述触控电极与阵列基板分别位于所述对盒基板的两侧；在将所述触控电极制备在所述对盒基板前，检测所述显示面板表面的平坦度，且所检测的显示面板的表面为对盒基板的表面。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的检测显示面板表面平坦度的装置，其通过对放置于承载基台上的显示面板的面向图像采集单元的表面上的各所述检测点对焦，并根据对焦完成时的焦距计算相应检测点与检测平面的距离，从而确定显示面板的面向图像采集单元的表面的平坦度；与现有技术相比，本发明无需与显示面板接触，从而可以避免造成显示面板的损坏，以及污染显示面板。
本发明提供的检测显示面板表面平坦度的方法，其通过对显示面板的面向图像采集单元的表面上的多个检测点对焦，并根据对焦完成时的焦距计算各所述检测点与检测平面的距离，从而确定显示面板的表面的平坦度；与现有技术相比，本发明无需与显示面板接触，从而可以避免造成显示面板的损坏，以及污染显示面板。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的装置的示意图；
图2为图像采集单元的示意图；
图3为本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的方法的流程图；
图4为图3所示检测方法所检测的显示面板的示意图。
其中，附图标记：
10：承载基台；11：图像采集单元；12：数据处理单元；13：监视器；20：显示面板；110：第一采集模块；111：第二采集模块；200：阵列基板；201：对盒基板；202：触控电极；1110：镜头；1111：、1112：对焦组件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种检测显示面板表面平坦度的装置的实施方式，图1为本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的装置的示意图。如图1所示，在本实施方式中，检测显示面板表面平坦度的装置包括承载基台10、图像采集单元11和数据处理单元12；其中，所述承载基台10，用于承载显示面板20；所述图像采集单元11，用于在检测平面中的与显示面板20面向图像采集单元11的表面中预设的各检测点对应的位置对所述检测点对焦，并将对焦完成时的焦距发送给所述数据处理单元12；所述检测平面为一与承载基台10的承载面平行的平面；所述数据处理单元12，用于根据所述图像采集单元11发送来的焦距数据，计算各所述检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板20的面向图像采集单元11的表面的平坦度。
在图像采集单元11对放置在承载基台10上的显示面板20的面向图像采集单元11的表面上的某个检测点处对焦时，根据对焦完成后的焦距可以计算出该检测点与图像采集单元11的之间的距离。根据该原理，在一与承载基台10的用于承载显示面板20的承载面平行的检测平面内，移动图像采集单元11，使其分别到达与显示面板20的面向图像采集单元11的表面上的多个检测点对应的位置处，进行对焦，获得对焦完成时的焦距，根据对该多个检测点对焦完成时的焦距数据，可以确定该多个检测点与图像采集单元11所在平面之间的距离；进一步地，根据该多个检测点与图像采集单元11所在平面之间的距离，可以确定显示面板20上的该多个检测点之间的相对平坦度，从而可以在一定程度上反映显示面板20(特别是该多个检测点所在区域)的平坦度。
在本实施方式中，如图1所示，所述检测显示面板表面平坦度的装置还包括监视器13；所述数据处理单元12还用于根据各所述检测点相对于所述检测平面的距离数据生成显示面板20面向图像采集单元11的表面的等高图；所述监视器13用于显示所述数据处理单元12生成的等高图。这样设置可以便于工作人员直观地观察显示面板20表面的平坦度。
如图2所示，所述图像采集单元11包括第一采集模块110和第二采集模块111；所述第一采集模块110用于采集包含显示面板20的面向图像采集单元11的表面的所有区域的图像；所述第二采集模块111用于捕捉各所述检测点处的图案(如彩色滤光片等)，并完成对所述图案的对焦。所述第一采集模块110和第二采集模块111可以为摄像头。
具体地，第一采集模块110根据其所采集的显示面板20的图像，在图像中识别出预先设置的部分标识点(Mark)，首先建立一个基础坐标系，该基础坐标系可以仅包括一个轴(如x轴)，其主要用于识别显示面板20在承载基台10上所放置的位置是否准确；该过程具体如下：在建立上述基础坐标系之后，识别显示面板20的边缘，确定显示面板20的边缘与该x轴之间的角度是否为预设值，或者，处于预设范围之内，若是，则说明显示面板20准确地被放置在承载基台10上的相应位置，反之，若否，则说明显示面板20未被准确地放置在承载基台10上的相应位置，这时就需要调整显示面板20的位置，使其准确地处于承载基台20上的相应位置。
在确认显示面板20被准确地放置在承载基台10上的相应位置后，根据第一采集模块110所采集的显示面板20的图像，在图像中继续识别其余的标识点，并根据识别的标识点，建立一个精细坐标系，该精细坐标系应包括两个轴(如x轴和y轴)。在上述坐标系建立之后，就可以确定显示面板20的面向图像采集单元11的表面上每个点的坐标。
在建立精细坐标系，使显示面板20的面向图像采集单元11的表面上的每个点均有唯一的一个坐标之后，就可以在显示面板20的面向图像采集单元11的表面上选择检测点，即确定所需要进行对焦的各检测点的坐标。一般地，所选择的检测点的数量越多，检测点在显示面板20表面上的分布越均匀，最终获得的检测结果越准确；所选择的检测点越少，检测点在显示面板20表面上的分布均匀性越差，最终获得的检测结果的偏差越差，准确性越低。在只考虑检测结果的准确性的情况下，所选择的检测点的数量可以等于显示面板上的像素数，这样最终获得的检测结果的准确性高，但可以理解，这样检测所需的时间较长，效率较低，因此，在实际中，可以在显示面板20表面上选择合适数量的检测点，且使该多个检测点在所述显示面板20的表面上均匀分布，在这种情况下，每个检测点代表其所在的区域，通过检测每个检测点相对于显示面板20表面的其他区域的平坦度，获得该区域相对于显示面板20表面上其他区域的平坦度。
在确定检测点的数量和坐标后，就可以使用第二采集模块111在与多个检测点分别对应的位置对该多个检测点进行对焦(第二采集模块111在对多个检测点进行对焦时，其距离承载基台10的承载面之间的距离相等，即第二采集模块111在对多个检测点对焦时的位置均处于一平行于承载基台10的承载面的检测平面内)，从而获得对该多个检测点对焦完成时的焦距数据，并根据该焦距数据计算出该多个检测点与检测平面之间的距离；进一步地，根据多个检测点与第二采集模块111所在面之间的距离，确定显示面板20的面向图像采集单元11的表面的平坦度，例如，在多个检测点与检测平面之间的距离分布在一个较小的区间时，表明多个检测点所在区域的高度差较小，显示面板20的面向图像采集单元11的表面的平坦度较好，反之，当多个检测点与检测平面之间的距离所分布的区间较大时，表明多个检测点所在区域的高度差较大，显示面板20的面向图像采集单元11的表面的平坦度较差。
第二采集模块111所采集的所述彩色滤光片等图案的尺寸一般为微米级，为实现对该微米级的图案的捕捉和对焦，在本实施方式中，设置所述第二采集模块111完成对所述显示面板20上各所述检测点的对焦的可变焦范围为10～100倍。
具体地，所述第二采集模块111可以包括镜头和一个具有较大变焦范围的对焦组件。当然，也包括镜头和多个对焦组件，该多个对焦组件具有不同的可变焦范围；例如，如图2所示，第二采集模块111可以包括镜头1110和对焦组件1111、1112，其中对焦组件1111的可变焦范围可以为25倍，对焦组件1112的可变焦范围可以为50倍；在此情况下，当对焦组件1111与镜头1110组合时，即可完成25倍的变焦，当对焦组件1112与镜头1110组合时，即可完成50倍的变焦。
进一步地，第二采集模块111的对焦组件可以为激光自动对焦系统，其对焦过程具体可以如下：首先，向检测点发射激光，并利用以驱动机构驱动对焦组件不断上下运动，在该过程中，镜头快速(例如，以每秒60帧)地捕捉检测点的图像；而后，在所捕捉的图像中找出最清晰的图像，即实现对焦成功，其中，捕捉该最清晰的图像时的焦距即为检测所需的焦距数据。
综上所述，本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的装置，其通过对放置于承载基台10上的显示面板20的面向图像采集单元11的表面上的各检测点对焦，并根据对焦完成时的焦距计算各检测点与检测平面的距离，从而确定显示面板20的面向图像采集单元11的表面的平坦度；与现有技术相比，本实施方式无需与显示面板20接触，从而可以避免造成显示面板20的损坏，以及污染显示面板20。
本发明还提供一种利用上述实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的装置检测显示面板表面的平坦度的方法。图3为本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的方法的流程图。如图3所示，在本实施方式中，所述检测显示面板表面平坦度的方法包括以下步骤S1～S3：
S1，将显示面板置于承载基台的承载面上。
优选地，步骤S1中，所述承载基台水平设置，即所述承载基台的承载面水平。具体地，为保证承载基台的承载面水平，在进行步骤S1前，检测所述承载基台的水平度，并在所述承载基台的水平度超出预设范围时，进行校正。该水平度的检测具体可以通过水平仪实现。
S2，使用图像采集单元在检测平面中的与各检测点对应的位置对对应的检测点进行对焦，并获得对焦完成时的焦距。
在进行检测前，首先需要设置所需要检测的检测点的数量及其坐标，而后，在步骤S2中，使图像采集单元依次处于与各检测点对应的位置，对相应的检测点进行对焦，并获得对焦完成时的焦距数据。
S3，根据对各检测点对焦时的焦距数据，计算显示面板上的各检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板表面的平坦度。
具体地，步骤S3中，若各检测点相对于检测平面的距离在一个较小的区间内分布，则表明显示面板的面向图像采集单元的表面的平坦度较好，反之，若各检测点相对于检测平面的距离所分布的区间较大，则表明显示面板的面向图像采集单元的表面的平坦度较差。
具体地，在步骤S1后，采集包含显示面板的面向图像采集单元的表面的所有区域的图像，并在该图像中识别预设的标记点，建立基础坐标系和精确坐标系；所述基础坐标系用于识别所述显示面板是否偏移正常位置；所述精确坐标系用于确定所述显示面板的面向图像采集单元的表面上每个点的坐标。所述基础坐标系和精确坐标系的建立过程，以及其用途在上述检测显示面板表面平坦度的装置的实施方式中已有了详细描述，在此不再赘述。
除上述步骤S1～S3外，如图3所示，所述检测显示面板表面平坦度的方法还可以包括：
S4，根据各检测点相对于所述图像采集单元所在平面的距离数据生成显示面板面向图像采集单元的表面的等高图，并在所述监视器上显示所述等高图。
通过步骤S4，工作人员可以直观地观察显示面板的表面的平坦度。
在本实施方式中，如图4所示，所检测的显示面板20包括阵列基板200和与其对盒的对盒基板201，以及用于实现触控的触控电极202；所述触控电极202设置在所述对盒基板201上，且所述触控电极202与阵列基板200分别位于所述对盒基板201的两侧；本实施方式中，在将所述触控电极202制备在所述对盒基板201前，检测所述显示面板20表面的平坦度，且所检测的显示面板20的表面为对盒基板201的表面。具体地，在制备显示面板20时，首先制备阵列基板200和对盒基板201，而后将阵列基板200和对盒基板201对盒，最后，在对盒后的对盒基板201的一侧制备触控电极202。具体地，在阵列基板200和对盒基板201对盒后，制备触控电极202之前，检测对盒后的显示面板的平坦度，以在制备触控电极202时，使显示面板的表面的平坦度符合要求。
综上所述，本发明实施方式提供的检测显示面板表面平坦度的方法，其通过对显示面板的面向图像采集单元的表面上的多个检测点对焦，并根据对焦完成时的焦距计算各检测点与检测平面的距离，从而确定显示面板的面向图像采集单元的表面的平坦度；与现有技术相比，本实施方式无需与显示面板接触，从而可以避免造成显示面板的损坏，以及污染显示面板。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，包括承载基台、图像采集单元和数据处理单元；
所述承载基台，用于承载显示面板；
所述图像采集单元，用于在检测平面中的与显示面板面向图像采集单元的表面中预设的各检测点对应的位置对所述检测点对焦，并将对焦完成时的焦距发送给所述数据处理单元；所述检测平面为一与承载基台的承载面平行的平面；
所述数据处理单元，用于根据所述图像采集单元发送来的焦距数据，计算各所述检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板面向图像采集单元的表面的平坦度。
2.根据权利要求1所述的检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，各所述检测点在所述显示面板的面向图像采集单元的表面上均匀分布。
3.根据权利要求1所述的检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，所述检测显示面板表面平坦度的装置还包括监视器；
所述数据处理单元还用于根据各所述检测点相对于所述检测平面的距离数据生成显示面板面向图像采集单元的表面的等高图；
所述监视器用于显示所述数据处理单元生成的等高图。
4.根据权利要求1所述的检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括第一采集模块和第二采集模块；
所述第一采集模块用于采集包含显示面板的面向图像采集单元的表面的所有区域的图像；
所述第二采集模块用于捕捉各所述检测点处的图案，并完成对所述图案的对焦。
5.根据权利要求4所述的检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，所述第二采集模块完成对各所述检测点的对焦的可变焦范围为10～100倍。
6.根据权利要求4或5所述的检测显示面板表面平坦度的装置，其特征在于，所述第二采集模块包括镜头和多个对焦组件，各所述对焦组件具有不同的可变焦范围。
7.一种利用权利要求1～6任意一项所述的检测显示面板表面平坦度的装置检测显示面板表面的平坦度的方法，其特征在于，所述检测显示面板表面平坦度的方法包括：
S1，将显示面板置于承载基台的承载面上；
S2，使用图像采集单元在检测平面中的与各检测点对应的位置对对应的检测点进行对焦，并获得对焦完成时的焦距；
S3，根据对各检测点对焦时的焦距数据，计算显示面板上的各检测点相对于所述检测平面的距离，并据此确定所述显示面板表面的平坦度。
8.根据权利要求7所述的检测显示面板表面平坦度的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述承载基台水平设置。
9.根据权利要求8所述的检测显示面板表面平坦度的方法，其特征在于，在进行步骤S1前，检测所述承载基台的水平度，并在所述承载基台的水平度超出预设范围时，进行校正。
10.根据权利要求7所述的检测显示面板表面平坦度的方法，其特征在于，在步骤S2前，采集包含显示面板的面向图像采集单元的表面的所有区域的图像，并在该图像中识别预设的标记点，建立基础坐标系和精确坐标系；
所述基础坐标系用于识别所述显示面板是否偏移正常位置；
所述精确坐标系用于确定所述显示面板的面向图像采集单元的表面上的每个点的坐标。
11.根据权利要求7所述的检测显示面板表面平坦度的方法，其特征在于，所述检测显示面板表面平坦度的方法还包括：
S4，根据各检测点相对于所述图像采集单元所在平面的距离数据生成所述显示面板面向图像采集单元的表面的等高图，并在所述监视器上显示所述等高图。
12.根据权利要求7～11任意一项所述的检测显示面板表面平坦度的方法，其特征在于，所述显示面板包括阵列基板和与其对盒的对盒基板，以及用于实现触控的触控电极；
所述触控电极设置在所述对盒基板上，且所述触控电极与阵列基板分别位于所述对盒基板的两侧；
在将所述触控电极制备在所述对盒基板前，检测所述显示面板表面的平坦度，且所检测的显示面板的表面为对盒基板的表面。
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