CN106568779A - 液晶显示面板的缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板的表面缺陷检测方法，通过在待检测显示面板与面阵相机之间设置微透镜阵列光学元件以将发射的光和反射的光在所述面板的整个面积上漫散射；并操作面阵相机和照明系统使得面阵相机产生图像，所述图像经计算机分析确定待检测的显示面板是否存在缺陷；本发明提供的微透镜阵列，使得从缺陷处发射出的光有一定的汇聚发散作用，来自缺陷处的光线总会进入面阵相机的镜头，从而大大降低了面阵相机和镜头的选型难度和成本。

Description

液晶显示面板的缺陷检测方法

技术领域

本发明属于中小尺寸显示面板检测技术领域，具体而言，本发明涉及一种液晶显示面板如LCD，OLED等显示面板的缺陷检测方法。

背景技术

现有的中小尺寸显示模块多为液晶LCD、OLED等显示面板，其工艺制程较为复杂，特别是其中的搬送过程是一个基础性的技术环节。然而，随着超薄、Touch触摸等要求越来越高，现有的搬送技术，通常包括吸盘搬送方式和履带式或滚轮式搬送方式，但这些搬送方法越来越多地暴露如下问题：

1)采用吸盘方式搬送时，吸盘附着的碎屑等经常将显示面板的表面划伤、且吸盘的压力会将像素显示区的支撑结构破坏，导致显示不良。

2)采用履带式或滚轮式搬送时，经常性划伤表面，造成破损等。

进一步地，当显示面板从1T减薄到0.4T或者更薄时，这些情况进一步恶化。

因此，对显示面板模组化工程前、出厂前检测是非常重要的。目前通常采用人眼进行检测，检测精度度，误判率高且效率低下。目前，也有国外存在一些机器视觉的专用设备，但在技术上还不成熟，表现为检测的通用性差、特别是准确率、效率低，其根本原因在于没有突破利于缺陷检出的关键技术，尤其是光学系统方面的使用。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种显示面板的缺陷检测方法，该方法通过在面阵相机与被测显示面板之间增加微透镜阵列光学元件，显著提高了显示面板的缺陷检测准确度，大大降低了面阵相机和镜头的选型难度和成本。

本发明提供了一种显示面板的表面缺陷检测方法，包括以下步骤：

1)设置包括面阵相机和计算机的成像系统；

2)设置照明系统，所述照明系统包括：

用于发射光的闪光灯；

用于反射发射光从面阵相机周围对称成近平行方向入射的反射器；

3)在待检测显示面板与面阵相机之间设置微透镜阵列光学元件以将发射的光和反射的光在所述面板的整个面积上漫散射；

4)操作面阵相机和照明系统使得面阵相机产生图像，所述图像经计算机分析确定待检测的显示面板是否存在缺陷。

其中，所述微透镜阵列光学元件的整体面积覆盖或者远大于待检测显示面板的面积，且微透镜阵列为折射型透镜薄膜，透镜的子口径直径在10um-100um。

进一步地，所述微透镜阵列位于待显示面板上方的近侧，距离面板表面不超过20cm。

进一步地，所述微透镜为双侧抛物曲面型透镜。

进一步地，所述微透镜阵列元件是由通光孔径为微米级、浮雕深度为微纳米级的透镜组成的列阵。

进一步地，所述浮雕深度为5纳米-10微米，优选5纳米到200纳米，进一步修改5纳米到50纳米。

进一步地，所述微透镜阵列的材质为石英、硅、锗或硒化锌等。

进一步地，微透镜阵列将上方近似平行的光，汇聚在被测缺陷上方的近似焦点位置。

进一步地，所述显示面板为LCD或OLED显示面板。

其中，所述缺陷包括：

所述显示面板表面上的颗粒，显示面板内的颗粒；显示面板表面上的划痕，显示面板表面上的不连续；或显示面板内的气泡。

相比现有的利用线阵相机进行扫描式的缺陷检出方案，本发明通过面阵相机与近待测物附近设置特定结构和类型的微透镜阵列，其技术优点是简化了使用面阵相机进行表面缺陷检测的光源的复杂布局，使得分布在显示面板任意位置的表面缺陷上方均有不同入射角度的足够的光线照射，进而确保缺陷处的反射光被上方的镜头捕捉，避免缺陷的丢失或失真。同时本发明成像系统采用面阵相机及其相关的特定结构的微透镜阵列，保证了整个成像系统的低成本和高精度。

附图说明

图1为本发明一实施方式的显示面板缺陷检测方法的光学系统示意图。其中，1为面阵相机；2为微透镜阵列；3为待检测显示面板；4为缺陷。

图2为本发明中使用的微透镜阵列结构示意图。

图3为本发明的检测方法中显示面板表面缺陷近似凹面镜的光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的显示面板缺陷检测方法的进行进一步说明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。

图1为本发明一实施方式的显示面板缺陷检测方法的光学系统示意图。参见图1，本发明的光学系统包括面阵相机1；照明系统(仅仅示出了发射的光线)；石英制成的双侧抛物曲面型透镜的微透镜阵列2，微透镜阵中浮雕深度为200纳米，透镜的子口径直径在10um；其中，照明系统包括用于发射光的闪光灯和用于反射发射光从面阵相机周围对称成近平行方向入射的反射器；通过在待检测显示面板3与面阵相机1之间设置微透镜阵列2的光学元件以将发射的光和反射的光在所述显示面板3的整个面积上漫散射；操作面阵相机1和照明系统使得面阵相机1产生图像，所述图像经计算机分析确定待检测的显示面板3是否存在缺陷。

在另一具体的实施方式中，具体参见图2，图2为本发明中使用的微透镜阵列结构示意图。其中的微透镜阵列2为硅制的双侧抛物曲面型透镜，微透镜阵中浮雕深度为5纳米，透镜的子口径直径在20um。通常，微透镜列阵元件可实现聚焦、成像、准直等功能，具有单元尺寸小、集成度高等优点。本发明在面阵机器视觉光学设计中引入的微透镜阵列是折射型透镜薄膜，其材质进一步可替换为锗、硒化锌等。

对于本发明而言，最显著的特征在于在镜头与被测物之间增加微透镜阵列光学元件。微透镜阵列的增加起到两方面作用，1.众所周知，缺陷处显著的反射，是反射式机器视觉的最主要的内容。本发明针对的缺陷，主要为表面凹陷性缺陷，可近视为凹面镜，如图1所示，入射光在其焦点位置附近，会有显著的反射，微透镜阵列的作用就是将上方近似平行的光，汇聚在被测缺陷上方的近似焦点位置。2.上方的镜头必须接收到缺陷处的反射光，才能在图像中显现缺陷。

本发明使用面阵方式的机器视觉，就是不论缺陷在被测物的任意位置，均能在图像中被检测到。本发明针对凹陷型缺陷，位于显示面板表面的各个位置，提供了面积远大于显示面板面积的微透镜阵列，使得从缺陷处发射出的光有一定的汇聚发散，如图3所示，导致总有来自缺陷处的光线进入面阵相机的镜头。其中，在光学结构设计上，将该微透镜阵列置于被测物一侧，其与被测物表面的间距，可通过微调机构进行调节，具体根据被测物的实际缺陷情况、光源系统而定。

由图3可知，面阵相机对被测物表面一次曝光成像，关键的技术难点是，不论缺陷出现在被测物表面任何一个位置，总是有从缺陷处反射回镜头的光线。如果在光路设计中没有本发明所指的微透镜阵列，一方面对光源组件提出苛刻的要求，即使如此，也很难实现均匀性的要求，即，同一缺陷，在视场的不同位置，均在图像上有相对一致性的结果。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板的表面缺陷检测方法，包括以下步骤：

1)设置包括面阵相机和计算机的成像系统；

2)设置照明系统，所述照明系统包括：

用于发射光的闪光灯；

用于反射发射光从面阵相机周围对称成近平行方向入射的反射器；

3)在待检测显示面板与面阵相机之间设置微透镜阵列光学元件以将发射的光和反射的光在所述面板的整个面积上漫散射；

4)操作面阵相机和照明系统使得面阵相机产生图像，所述图像经计算机分析确定待检测的显示面板是否存在缺陷。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述微透镜阵列光学元件的整体面积覆盖或者远大于待检测显示面板的面积，且微透镜阵列为折射型透镜薄膜，透镜的子口径直径在10um-100um。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述微透镜阵列位于待显示面板上方的近侧，距离面板表面不超过20cm。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述微透镜为双侧抛物曲面型透镜。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述微透镜阵列元件是由通光孔径为微米级、浮雕深度为微纳米级的透镜组成的列阵。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述浮雕深度为5纳米-10微米，优选5纳米到200纳米，更优选5纳米到50纳米。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述微透镜阵列的材质为石英、硅、锗或硒化锌。

8.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，微透镜阵列将上方近似平行的光，汇聚在被测缺陷上方的近似焦点位置。

9.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述显示面板为LCD或OLED显示面板。

10.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述缺陷包括：

所述显示面板表面上的颗粒，显示面板内的颗粒；显示面板表面上的划痕，显示面板表面上的不连续；或显示面板内的气泡。