CN111060038A - 一种膜表面平整度的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜表面平整度的检测装置及方法，该检测装置包括发光基板和检测器；发光基板能够发光且形成第一发光图案，用于向待检膜发射形成第一发光图案的测试光线；检测器用于采集透过待检膜或被待检膜反射回的测试光线，形成第二发光图案，比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。通过上述方式，本发明能够提高膜表面平整度的检测精度。

Description

一种膜表面平整度的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及膜表面平整度的检测装置及方法。

背景技术

膜材在各个领域中有着广泛的应用，如显示领域中的盖板膜材、封装膜材、各种光学膜材等。由于膜材制造时常有应力残余，导致膜材易发生翘曲或其他平整度不良的情况。膜材的平整度在很大程度上会影响器件的性能，常需要检测评估膜材的平整度是否合规。然而目前判定翘曲程度等平整度的方法还不够完善，无法满足应用需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种膜表面平整度的检测装置及方法，能够提高膜表面平整度的检测精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种膜表面平整度的检测装置，该检测装置包括发光基板和检测器；发光基板能够发光且形成第一发光图案，用于向待检膜发射形成第一发光图案的测试光线；检测器用于采集透过待检膜或被待检膜反射回的测试光线，形成第二发光图案，比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。

其中，发光基板包括阵列排布的发光点，阵列排布的发光点发光后形成阵列排布的第一光斑点，以形成第一发光图案。

其中，阵列排布的发光点发出的测试光线透过待检膜或被待检膜反射后形成阵列排布的第二光斑点，以形成第二发光图案。

其中，检测器包括摄像组件，摄像组件用于拍摄采集第二光斑点。

其中，检测器包括接收基板，接收基板包括阵列排布的感光元件，用于接收感应测试光线，形成第二光斑点。

其中，比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度包括：通过计算相对应的第一光斑点与第二光斑点之间的偏移量，得到膜层的对应所述发光点区域的表面平整度；通过联合所有光斑点的偏移量，得到总偏移量，进而得到整片膜层的表面平整度；相对应的第一光斑点与第二光斑点为一束测试光线所形成的第一光斑点，以及与该束测试光线透过待检膜或被待检膜反射回的测试光线形成的第二光斑点。

其中，计算相对应的第一光斑点与第二光斑点之间的偏移量包括：通过对比第二光斑点相对第一光斑点的偏移方向，得到膜层的弯折方向；通过计算第二光斑点相对第一光斑点的偏移距离，得到膜层的弯折角度。

其中，待检膜为透射膜，测试光线能够透过待检膜，发光基板还包括一承载面，用于承载待检膜；检测器的入光面朝向承载面设置，以接收透过待检膜的测试光线。

其中，待检膜为反射膜，能够反射测试光线，检测装置还包括承载基板，用于承载待检膜；发光基板朝向承载面设置，以使测试光线能够从远离承载面的一侧照射待检膜表面；检测器的入光面朝向承载面设置，以接收被待检膜反射回的测试光线。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种膜表面平整度的检测方法，该方法包括利用发光基板向待检膜发射测试光线，发光基板能够发光且形成第一发光图案；采集透过待检膜或被待检膜反射回的测试光线，形成第二发光图案；比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。

其中，发光基板包括阵列排布的发光点，利用阵列排布的发光点向待检膜垂直发射测试光线。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过比较第一发光图案和第二发光图案的差异性，能够获知透过光学膜的测试光线是否发生了偏移，进而获得光学膜的平整度。通过对比偏移方向，能够获得膜层的弯折方向；通过计算偏移距离，能够获得膜层的弯折角度，偏离的距离越大，该发光点对应的膜材弯折角度越大，膜层也就越不平整。

附图说明

图1是本申请实施方式中一检测装置的前视结构示意图；

图2是本申请实施方式中测试光线的光路图；

图3是本申请实施方式中另一检测装置的发光基板的俯视结构示意图；

图4是本申请实施方式中第二光学图案的示意图；

图5是本申请实施方式中第一发光图案与第二发光图案的比对图；

图6是本申请实施方式中又一检测装置的前视结构示意图；

图7是本申请实施方式中膜表面平整度检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。

本申请提供一种膜表面平整度的检测装置，通过检测分析入射到膜表面的光的传播路径来检测膜表面是否存在弯折、是否平整，能够全面、有效、可量化的检测膜表面的平整度。该装置可用于检测各种膜材的表面平整度，本申请中以检测显示面板中所用光学膜为例进行说明，但不限于此。

请参阅图1，图1是本申请实施方式中一检测装置的前视结构示意图。该实施方式中，检测装置包括发光基板10和检测器20。

发光基板10能够发光且形成第一发光图案(图未示)，第一发光图案是由发光基板10发出的所有测试光线形成的光斑点组成的图案。可利用发光基板10向光学膜30发射测试光线，通过检测分析入射到膜表面的光的传播路径来检测膜层表面的平整度。

当测试光线入射到膜表面时，一部分可被反射形成反射光，一部分可被吸收，还有一部分可被透射过去形成透射光。可检测分析反射光或透射光的传播路径来检测膜表面是否存在弯折、是否平整。可利用检测器20接收采集透射光或反射光，获取透射光或反射光的传播路径，进而获取膜层的平整度。

可根据光学膜的透过率适应选择是检测分析透射光还是检测分析反射光。如果光学膜具有高透过率，对光的透射性较强(如透射膜)，应选择检测分析透射光的传播路径；如果光学膜的透过率较低，对光的反射性较强(如反射膜)，应选择检测分析反射光的传播路径。下文将分别从检测分析透射光的传播路径和检测分析反射光的传播路径两部分对本申请的方案进行详细描述。

请参阅图2，图2是本申请实施方式中测试光线的光路图。该实施方式中，光学膜30为透射膜，测试光线入射到光学膜30表面后，可透过光学膜30形成透射光。

利用发光基板向光学膜30发射相同方向的测试光线，可选择任意角度向光学膜30发射测试光线，本申请中以向光学膜30垂直发射测试光线为例进行说明。

垂直的向光学膜30发射测试光线，如果光学膜30表面是平整的，测试光线会以垂直的角度进入光学膜30，即测试光线的入射角为0°；经过光学膜30后，测试光线仍会以垂直的角度从光学膜30表面射出，即测试光线的出射角也为0°。此时，进入和透过光学膜30的测试光线在同一条直线上，透过光学膜30的测试光线在A1和B1处形成光斑点(如图2a所示)。

垂直的向光学膜30发射测试光线，如果光学膜30表面有弯折，因弯折角度的存在，原本以垂直方向到达光学膜30表面的测试光线会以大于0°的角度进入光学膜30。由于光学膜30的反射系数与空气的反射系数不同，以大于0°的角度进入光学膜30的测试光线的传播方向会发生改变，即测试光线在光学膜30内会发生折射，经过折射的测试光线从光学膜30表面射出。因为测试光线在光学膜30内的传播方向发生了变化，使得透过光学膜30的测试光线相对进入光学膜30的测试光线发生了偏移，偏移后的测试光线在A2和B2处形成光斑点(如图2b所示)。

因此，通过比较透射光与相对的入射光是否发生偏移，能够检测膜表面是否存在弯折、是否平整。

请结合参阅图1和图3，图3是本申请实施方式中另一检测装置的发光基板的俯视结构示意图。该实施方式中，发光基板10包括阵列排布的发光点110，阵列排布的发光点110可发出多条阵列排布的测试光线，能够全面照射光学膜的各个区域，以全面检测膜材整个面的多个位置的平整度情况。

在对光学膜进行检测时，将光学膜30放置于发光基板10上方，点亮发光点110，向光学膜30发射测试光线，测试光线透过光学膜30，从光学膜30的另一侧表面射出。可在光学膜30远离发光基板10的一侧设置检测器20，以接收透过光学膜的测试光线。

请结合参阅图1-5，图4是本申请实施方式中第二光学图案的示意图；图5是本申请实施方式中第一发光图案与第二发光图案的比对图。发光基板10上阵列排布的发光点110发光后形成阵列排布的第一光斑点110，阵列排布的多个第一光斑点110形成第一发光图案100。透过光学膜30的测试光线形成阵列排布的第二光斑点310，阵列排布的多个第二光斑点310形成第二发光图案300。

通过比较第一发光图案100和第二发光图案300的差异性，能够获知透过光学膜的测试光线是否发生了偏移，进而获得光学膜的平整度。具体地，通过计算第二光斑点310相对第一光斑点110的偏移量，能够得到膜层的对应发光点110的表面平整度，通过联合所有光斑点的偏移量，能够得到总偏移量，进而得到整片膜层的表面平整度。通过对比第二光斑点310相对第一光斑点110的偏移方向，能够得到膜层的弯折方向；通过计算第二光斑点310相对第一光斑点110的偏移距离，能够得到膜层的弯折角度，偏离的距离越大，该发光点对应的膜层弯折角度越大，膜层也就越不平整。可选择光斑的中心作为对比点进行对比，能够减小光斑边缘不清晰带来的对比误差，提高对比精度。

如图1所示，发光点1、2、4、5处的光学膜的左侧较低，测试光线透过光学膜后会向左侧偏移。发光点3、6、7处的光学膜的右侧较低，测试光线透过光学膜后则会向右偏移。发光点8、9处的光学膜平整，测试光线透过光学膜后不偏移。

如图5A所示，采集到的对应1、2、3列的发光点的第二光斑点310位于第一光斑点110的左侧，且偏移量逐渐变小；说明1、2、3列的发光点所照射的光学膜的左侧较低，且角度逐渐变缓。采集到的对应4、5、6、7列的发光点的第二光斑点310位于第一光斑点110的右侧，且偏移量由小变大再变小；说明4、5、6、7列的发光点所照射的光学膜的右侧较低，且角度由小变大再变小。采集到的对应8、9列的发光点的第二光斑点310与第一光斑点110重合；说明8、9列的发光点所照射的光学膜平坦。由采集到的光斑点的位置可以基本判断出光学膜的形态如图5B所示。

综上，通过分析每个光斑点的位置偏移量，能够得到光学膜某一具体位置的弯折方向和角度。还可以联合统计所有光斑点的偏移量，得到整个光学膜的平整度，如可将所有光斑点的偏移量加权平均得到总偏移量，根据总偏移量评估膜层的平整度。还可以结合光学膜的膜层厚度、膜层材料的折射率和光斑点的偏移量，能够更精确的计算出膜层的弯折角度。本申请所提供的测试装置，可给出可量化的平整度。利用量化的平整度，能够更精准、更客观的评价膜层的平整度，建立评估标准，利于产品的批量化生产。还可以根据量化的平整度获取调整膜层平整度的改善方案，利于工艺的优化。

其中，检测器包括接收器和处理器，接收器用于采集光线数据，处理器用于对比分析数据。接收器和处理器可集成于一体，也可以分立设置，处理器可以是MCU、CPU、计算机和服务器等，在此不做限定。

在一实施方式中，接收器可以是摄像组件，即可利用摄像组件拍摄采集透过光学膜的测试光线的光斑位置，如可用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机拍摄采集光斑点。应根据光学膜的尺寸大小调整设置摄像头的焦距或摄像头与光学膜之间的距离，以准确拍摄获知光斑点的位置，防止拍得的光斑图像变形，影响检测结果。

在另一实施方式中，接收器可以是接收基板，接收基板包括阵列排布的感光元件，用于接收感应测试光线。接收基板的尺寸和感光元件的排布可对应发光基板和发光点设置。

其中，发光点的发光光源可选用激光光源，发出的激光更纯，形成的光斑点较小，能够提高检测精度，减小误差。在其他实施方式中，也可以选择自然光光源等其他光源，在此不做限定。

其中，可直接使用发光基板承载待检膜，即发光基板包括一承载面。承载面应是光滑平整的。发光点可设置在承载面上，也可设置在承载面下方的基板内部，发光点发出的测试光线可透过承载面进入待检膜。

在其他实施方式中，也可单独设置承载基板，用于承载待检膜。该承载基板应是透明的。对膜层进行检测时，将发光基板置于承载基板的下方，使发光点发出的测试光线透过承载基板进入待检膜。

其中，发光基板的大小尺寸、发光点的排布、发光点的大小等都可根据待检膜的尺寸大小适应选择。

请参阅图6，图6是本申请实施方式中又一检测装置的前视结构示意图。该实施方式中，光学膜30为反射膜，测试光线入射到光学膜30表面后，可被反射形成反射光。该实施方式所提供的检测装置可用于检测透过率较低或者已经与其他不透光机构整合在一起的等无法透过光线的膜层。

该实施方式中，检测装置包括发光基板10、检测器(图未示)和承载基板40。

发光基板10朝向承载基板40设置，用于向光学膜30发射测试光线，并使测试光线从远离承载基板40的一侧照射光学膜30表面。

如图6所示，测试光线(1-9)到达光学膜30表面后被反射，形成被反射的测试光线(1’-9’)。检测器也朝向承载基板40设置，以接收被反射回的测试光线。

该实施方式中所用检测原理与上述实施方式中类似，具体请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。

如图6所示，发光点1、2、4、5处的光学膜的左侧较低，测试光线被反射后会向左侧偏移。发光点3、6、7处的光学膜的右侧较低，测试光线被反射后则会向右偏移。发光点8、9处的光学膜平整，测试光线被反射后不偏移。

请参阅图7，图7是本申请实施方式中膜表面平整度检测方法的流程示意图。该实施方式中可用上述任一实施方式中的测试装置来检测膜表面平整度。检测方法包括：

S710：利用发光基板向待检膜发射测试光线，发光基板能够发光且形成第一发光图案。

S720：采集透过待检膜或被待检膜反射回的测试光线，形成第二发光图案。

S730：比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。

该实施方式所提供的膜表面平整度检测方法能够得到可量化的平整度。利用量化的平整度，能够更精准、更客观的评价膜层的平整度，建立评估标准，利于产品的批量化生产。还可以根据量化的平整度获取调整膜层平整度的改善方案，利于工艺的优化。具体执行过程请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种膜表面平整度的检测装置，其特征在于，包括：

发光基板，能够发光且形成第一发光图案，用于向待检膜发射所述形成第一发光图案的测试光线；

检测器，用于采集透过所述待检膜或被所述待检膜反射回的所述测试光线，形成第二发光图案，比较所述第一发光图案和所述第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。

2.根据权利要求1所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述发光基板包括阵列排布的发光点，所述阵列排布的发光点发光后形成阵列排布的第一光斑点，以形成所述第一发光图案。

3.根据权利要求2所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述阵列排布的发光点发出的所述测试光线透过所述待检膜或被所述待检膜反射后形成阵列排布的第二光斑点，以形成所述第二发光图案。

4.根据权利要求3所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述检测器包括摄像组件，所述摄像组件用于采集所述第二光斑点；或

所述检测器包括接收基板，所述接收基板包括阵列排布的感光元件，用于接收感应所述测试光线，形成所述第二光斑点。

5.根据权利要求3所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述比较第一发光图案和第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度包括：

通过计算相对应的所述第一光斑点与所述第二光斑点之间的偏移量，得到膜层的对应所述发光点区域的表面平整度；

通过联合所有光斑点的偏移量，得到总偏移量，进而得到整片膜层的表面平整度；

其中，所述相对应的第一光斑点与第二光斑点为一束测试光线所形成的第一光斑点，以及与该束测试光线透过所述待检膜或被所述待检膜反射回的测试光线形成的第二光斑点。

6.根据权利要求5所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述计算相对应的所述第一光斑点与所述第二光斑点之间的偏移量包括：

通过对比所述第二光斑点相对所述第一光斑点的偏移方向，得到膜层的弯折方向；

通过计算所述第二光斑点相对所述第一光斑点的偏移距离，得到膜层的弯折角度。

7.根据权利要求1所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述待检膜为透射膜，所述测试光线能够透过所述待检膜，

所述发光基板还包括一承载面，用于承载所述待检膜；

所述检测器的入光面朝向所述承载面设置，以接收透过所述待检膜的所述测试光线。

8.根据权利要求1所述的膜表面平整度的检测装置，其特征在于，

所述待检膜为反射膜，能够反射所述测试光线，

所述检测装置还包括承载基板，用于承载所述待检膜；

所述发光基板朝向所述承载面设置，以使所述测试光线能够从远离所述承载面的一侧照射所述待检膜表面；

所述检测器的入光面朝向所述承载面设置，以接收被所述待检膜反射回的所述测试光线。

9.一种膜表面平整度的检测方法，其特征在于，包括：

利用发光基板向待检膜发射测试光线，所述发光基板能够发光且形成第一发光图案；

采集透过所述待检膜或被所述待检膜反射回的测试光线，形成第二发光图案；

比较所述第一发光图案和所述第二发光图案的差异性以获得膜表面平整度。

10.根据权利要求9所述的膜表面平整度的检测方法，其特征在于，

所述利用发光基板向待检膜发射测试光线包括：

所述发光基板包括阵列排布的发光点，利用所述阵列排布的发光点向所述待检膜垂直发射测试光线。

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