TWI384215B - 透鏡基板的檢測方法及其應用於顯示裝置的製造方法 - Google Patents

Description

透鏡基板的檢測方法及其應用於顯示裝置的製造方法

本發明關於一種製造方法，特別關於一種應用於三維顯示之顯示裝置的製造方法。

目前對於顯示裝置的要求，不僅著重於顯示畫面的清晰度、色彩及對比度等，現今更向三維(立體)顯示技術邁進，使得畫面顯示不只是以往的二維(平面)顯示，更能營造出立體感，讓使用者更有身歷其境的感受。三維影像顯示係以同一物件之兩個二維影像(一為左眼，另一為右眼)作為形成三維影像的基礎，觀看者的大腦將該等二維影像重疊，以產生三維影像的錯覺。

液晶顯示裝置於生產時，容易因製程控制不良等因素而產生缺陷點，進而影響顯示裝置之顯示品質，其原因包含如微粒(particle)落在透鏡基板內、於透鏡基板製程中殘留雜質或透鏡基板因靜電傷害而受到破壞等情形，都會造成缺陷點的形成。

因此，以瑕疵檢測之方式檢測透鏡基板是否受到毀損。瑕疵檢測可分為人工檢測與機械視覺檢測。對於人工於重複性的檢測上，由於身體疲勞、視覺極限而只能判別大於60μm以上的瑕疵。然而，目前多數的機械視覺檢測皆應用在表面平整的瑕疵檢測，對於三維顯示裝置之微透鏡在製程上具有特殊輪廓元件與透明材料的特性，其應用較不廣泛。

請參照圖1A及圖1B所示，圖1A及1B皆為以習知檢測方法於檢測中所擷取之影像。圖1A為全亮散射之影像，若所檢測之元件具有不明雜質及缺陷，易因受到光線全亮散射的影響，使得不明的缺陷點不容易被檢測出。另外，圖1B為週期性亮暗條纹光之影像，若所檢測之元件具有不明雜質及缺陷，其亦易因受到光線及特殊輪廓元件而產生之週期性亮暗條纹光的影響，使得不明的缺陷點不容易被檢測出。

因此，如何提供一種顯示裝置的製造方法及透鏡基板的檢測方法，可檢測應用於三維顯示之透鏡基板是否具有缺陷或雜質，以提高表面檢測之效率及顯示裝置之良率，進而提升顯示畫面的品質，便是現今重要的課題。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種顯示裝置的製造方法及透鏡基板的檢測方法，其可容易檢測透鏡基板是否具有缺陷及雜質，以提升顯示畫面的品質及顯示裝置之良率。

為達上述目的，依據本發明之一種顯示裝置的製造方法，顯示裝置係應用於三維顯示，製造方法包含下列步驟：提供一透鏡基板，其具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性設置於第一表面上；將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；由條狀發光單元發射一光束照射第一表面上之該等光學元件，且光束與透鏡基板之間具有一夾角；由一影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，且影像擷取單元與透鏡基板相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於透鏡基板；依據擷取透鏡基板之影像進行一表面檢測；以及將已通過表面檢測之透鏡基板設置於一顯示面板之上，該顯示面板包括：一彩色濾光片基板及一薄膜電晶體基板；以及設置一液晶層於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板之間。

於本發明一實施例中，表面檢測係將影像擷取單元擷取透鏡基板之影像與一標準影像相比較，兩影像若相似即通過表面檢測。

於本發明一實施例中，表面檢測係判斷影像擷取單元擷取之影像具有的亮點數目及大小，若影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過表面檢測。

於本發明一實施例中，製造方法更包含提供一壓模元件，其具有一第二表面及複數凸條，該等凸條各具有一長邊與一短邊，且該等凸條係週期性設置於第二表面上；將一軟性元件與壓模元件相對設置，其中軟性元件具有一第三表面；藉由壓模元件壓合於軟性元件之第三表面上形成連續之複數凹部，且該等凹部各具有一長邊與一短邊；以及將一光學材料注入該等凹部，以構成透鏡基板。

於本發明一實施例中，製造方法更包含將條狀發光單元與該等凸條之該等短邊平行設置；將光束照射於第二表面上之該等凸條，且光束與壓模元件之間具有一夾角；以及由影像擷取單元擷取壓模元件之至少一影像，且影像擷取單元與壓模元件相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於壓模元件。

於本發明一實施例中，製造方法更包含將條狀發光單元與該等凹部之該等短邊平行設置；將光束照射於第三表面上之該等凹部，且光束與軟性元件之間具有一夾角；以及由影像擷取單元擷取軟性元件之至少一影像，且影像擷取單元與軟性元件相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於軟性元件。

為達上述目的，依據本發明一種透鏡基板的檢測方法，透鏡基板設置於三維顯示裝置，檢測方法包含下列步驟：提供一透鏡基板，其具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性設置於第一表面上；將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；由條狀發光單元發射一光束照射第一表面上之該等光學元件，且光束與透鏡基板之間具有一夾角；以及由一影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，且影像擷取單元與透鏡基板相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於透鏡基板。

於本發明一實施例中，檢測方法更包含將影像擷取單元擷取透鏡基板之影像與一標準影像相比較，兩影像若相似即通過檢測。

於本發明一實施例中，檢測方法更包含判斷影像擷取單元擷取之影像具有的亮點數目及大小，若影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過檢測。

承上所述，本發明係揭露一種顯示裝置的製造方法及其透鏡基板的檢測方法，由於透鏡基板具有第一表面及複數光學元件，將條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置，並發射光束照射於第一表面上，接著以影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，最後依據擷取透鏡基板之影像進行一表面檢測。此能容易檢測特殊輪廓之透鏡基板是否具有缺陷及雜質，提高表面檢測之效率及確保顯示裝置之良率，以提升顯示畫面的品質及完整度。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種顯示裝置的製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖2所示，其為顯示裝置之製造方法之一流程步驟圖。本實施例之顯示裝置係為應用於三維顯示之裝置。於流程中，步驟S11係提供一透鏡基板，透鏡基板具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性地設置於第一表面上；接續，於步驟S12中，將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；步驟S13係由條狀發光單元發射一光束照射第一表面上之該等光學元件，且光束與透鏡基板之間具有一夾角；步驟S14係由一影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，且影像擷取單元與透鏡基板相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於透鏡基板；步驟S15係依據擷取透鏡基板之影像進行一表面檢測；最後，步驟S16將已通過表面檢測之透鏡基板設置於一顯示面板之上。

以下係更為詳細地說明本發明之技術特徵，惟，下述的態樣僅為舉例性之說明，並非用以限制本發明之範圍。

請參照圖3所示，於執行步驟S11之前，也就是透鏡基板未形成之前，先提供一壓模元件1，其具有一第二表面11及複數凸條12，該等凸條12各具有一長邊121與一短邊122，且該等凸條12係週期性且連續設置於該第二表面11上。本實施例中，凸條12係以半圓之形狀為例。接續，將一軟性元件2與壓模元件1相對設置，其中軟性元件2具有一第三表面21。藉由壓模元件1壓合於軟性元件2之第三表面21，以於軟性元件2之第三表面21上形成連續之複數凹部22，並將具有複數凹部22之軟性元件2加以固化。其中該等凹部22各具有一長邊221與一短邊222。本實施例中，凹部22之形狀係與凸條12相對應之半圓凹狀為例。最後，於軟性元件2之該等凹部22注入一光學材料A，以構成透鏡基板。其中，光學材料A係可為液晶或光學膠。

此外，上述之壓模元件1及軟性元件2係需經由一表面檢測方法進行表面檢測，檢查壓模元件1及軟性元件2之表面是否具有缺陷或雜質，以確保元件製程之良率及完整度，避免影響顯示裝置之顯示品質。壓模元件1之表面檢測方法如下所述：將一條狀發光單元與該等凸條12之該等短邊122平行設置。接續，將條狀發光單元之光束照射於第二表面11上的該等凸條12，且光束與壓模元件1之間具有一夾角。本實施例中，條狀發光單元係為一線形光源，而條狀發光單元之光束與壓模元件1之第二表面11之間的夾角較佳係呈5°至30°。另外，條狀發光單元打光之方式係為暗場打光(dark-field illumination)之方式，其係利用物體表面散射的方式來照明，使表面平滑的區域會因反射產生較暗的影像，表面粗糙的區域則因光散射產生較亮的影像。

之後，再以一影像擷取單元擷取壓模元件1之至少一影像。本實施例之影像擷取單元係以一相機為例，相機具有一光接收部，且光接收部係為線形。由於影像擷取單元無法一次擷取壓模元件1完整之影像，因此影像擷取單元與壓模元件1相對移動，以多次擷取之方式得到壓模元件1之完整影像，以利表面檢測。另外，影像擷取單元設置於壓模元件1之上方且實質垂直於壓模元件1。最後，將影像擷取單元擷取壓模元件1之影像與標準影像相比較，若兩影像相似即通過表面檢測。由於本實施例之條狀發光單元打光之方式係為暗場打光，所以當所檢測之壓模元件1的第二表面11無缺陷或雜質時，會呈現暗畫面，其為標準影像。但當壓模元件1的第二表面11具有缺陷或雜質時，經過光散射使得影像呈現部份亮點，該亮點係為具有缺陷或雜質之位置。因此將影像擷取單元擷取之影像與標準影像相比較，即可輕易檢測壓模元件1的表面是否具有缺陷或雜質。另外，缺陷或雜質判斷方式是透過灰階差異大於10階且直徑尺寸大於10μm為依據。再者，本實施例之表面檢測係亦可不與標準影像做比較，其係判斷所擷取之影像的亮點多寡與大小以執行表面檢測，依據取出之亮點大小與數目經由檢測機台設定或目測之方式而判斷是否通過檢測，當擷取之影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過表面檢測。表面檢測標準因各公司產品而異，上述之表面檢測方法僅為舉例說明之。

軟性元件2之表面檢測方法如下所述：將條狀發光單元與該等凹部22之該等短邊平行設置。接續，將條狀發光單元之光束照射於第三表面21上的該等凹部22，且光束與軟性元件2之間具有一夾角。本實施例中，條狀發光單元係為一線形光源，而條狀發光單元之光束與軟性元件2之第三表面21之間的夾角較佳係呈5°至30°。之後，再以影像擷取單元擷取軟性元件2之至少一影像。本實施例之影像擷取單元係以一相機為例，相機具有一光接收部，且光接收部係為線形。由於影像擷取單元無法一次擷取軟性元件2完整之影像，因此影像擷取單元與軟性元件2相對移動，以多次擷取之方式得到軟性元件2之完整影像，以利表面檢測。另外，影像擷取單元設置於軟性元件2之上方且實質垂直於軟性元件2。最後，將影像擷取單元擷取軟性元件2之影像與標準影像進行影像比對，若兩影像相似即通過表面檢測。由於本實施例之條狀發光單元打光之方式係為暗場打光，所以當所檢測之軟性元件2的第三表面21無缺陷或雜質時，會呈現暗畫面，其為標準影像。但當軟性元件2的第三表面21具有缺陷或雜質時，經過光散射使得影像呈現部份亮點，該亮點係為具有缺陷或雜質之位置。因此將影像擷取單元擷取之影像與標準影像相比較，即可輕易檢測軟性元件2的表面是否具有缺陷或雜質。另外，缺陷或雜質判斷方式是透過灰階差異大於10階且直徑尺寸大於10μm為依據。再者，本實施例之表面檢測係亦可不與標準影像做比較，其係判斷所擷取之影像的亮點多寡與大小以執行表面檢測，依據取出之亮點大小與數目經由檢測機台設定或目測之方式而判斷是否通過檢測，當擷取之影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過表面檢測。表面檢測標準因各公司產品而異，上述之表面檢測方式僅為舉例說明之。

請同時參照圖2及圖4所示，步驟S11，提供透鏡基板3，其具有一第一表面31及複數光學元件32，該等光學元件32各具有一長邊321及一短邊322，且該等光學元件32係週期性且連續設置於第一表面31。

步驟S12係將條狀發光單元4與該等光學元件32之該等短邊322平行設置。其中，條狀發光單元4係為一線形光源。另外，本實施例中之條狀發光單元4打光之方式係為暗場打光之方式，暗場打光係利用物體表面散射的方式來照明，使表面平滑的區域會因反射產生較暗的影像，表面粗糙的區域則因光散射產生較亮的影像。

請同時參照圖2及圖5所示，步驟S13係由該條狀發光單元4發射一光束照射於該第一表面31上之該等光學元件32，且光束與透鏡基板3之間具有一夾角θ1。於本實施例中，夾角θ1較佳係呈5°至30°。

於步驟S14係由影像擷取單元5擷取透鏡基板3之至少一影像。本實施例中，影像擷取單元5係以一相機為例，相機具有一光接收部，且光接收部係為線形。由於影像擷取單元5無法一次擷取透鏡基板3完整之影像，因此影像擷取單元5與透鏡基板3相對移動，以多次擷取之方式得到透鏡基板3之完整影像，以利表面檢測，另外，影像擷取單元5設置於透鏡基板3之上方，且實質垂直於透鏡基板3。

步驟S15依據擷取透鏡基板之影像進行一表面檢測。本實施例之表面檢測之方式係以影像比對進行檢測，將影像擷取單元5擷取透鏡基板3之影像與標準影像相比較，若兩影像相似即通過表面檢測。由於本實施例之條狀發光單元4打光之方式係為暗場打光，所以當所檢測之透鏡基板3的第一表面31無缺陷或雜質時，會呈現暗畫面，其為標準影像。但當透鏡基板3的第一表面31具有缺陷或雜質時，經過光散射使得影像呈現部份亮點，該亮點係為具有缺陷或雜質之位置。因此將影像擷取單元5擷取之影像與標準影像相比較，即可輕易檢測透鏡基板3的表面是否具有缺陷或雜質。另外，缺陷或雜質判斷方式是透過灰階差異大於10階且直徑尺寸大於10μm為依據。再者，本實施例之表面檢測係亦可不與標準影像做比較，其係判斷所擷取之影像的亮點多寡與大小以執行表面檢測，依據取出之亮點大小與數目經由檢測機台設定或目測之方式而判斷是否通過檢測，當擷取之影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過表面檢測。表面檢測標準因各公司產品而異，上述之表面檢測方式僅為舉例說明之。

請參照圖2及圖6所示，最後，步驟S16將已通過表面檢測之透鏡基板3設置於一顯示面板6之上。本實施例之顯示面板具有一彩色濾光片基板61、一薄膜電晶體基板62以及至少一偏光片63。另外，於彩色濾光片基板61及薄膜電晶體基板62之間設置一液晶層。

請參照圖7所示，其為透鏡基板之檢測方法之一流程步驟圖。本實施例之透鏡基板係為應用於三維顯示裝置。於流程中，步驟S21係提供一透鏡基板，透鏡基板具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性設置於第一表面上；接續，於步驟S22中，將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；步驟S23係由條狀發光單元發射一光束照射第一表面上之該等光學元件，且光束與透鏡基板之間具有一夾角；最後，步驟S24由一影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，且影像擷取單元與透鏡基板相對移動，其中影像擷取單元實質垂直於透鏡基板。

其中，透鏡基板、條狀發光單元及影像擷取單元與上述實施例之中，透鏡基板3、條狀發光單元4及影像擷取單元5具有相同的技術特徵，故於此不再贅述。

綜上所述，本發明係揭露一種顯示裝置的製造方法及其透鏡基板的檢測方法，由於透鏡基板具有第一表面及複數光學元件，將條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置，並發射光束照射於第一表面上，接著以影像擷取單元擷取透鏡基板之至少一影像，最後依據擷取透鏡基板之影像進行一表面檢測。此能容易檢測特殊輪廓之透鏡基板是否具有缺陷及雜質，提高表面檢測之效率及確保顯示裝置之良率，以提升顯示畫面的品質及完整度。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．壓模元件

11．．．第二表面

12．．．凸條

121、221、321．．．長邊

122、222、322．．．短邊

2．．．軟性元件

21．．．第三表面

22．．．凹部

3．．．透鏡基板

31．．．第一表面

32．．．光學元件

4．．．條狀發光單元

5．．．影像擷取單元

6．．．顯示面板

61．．．彩色濾光片基板

62．．．薄膜電晶體基板

63．．．偏光片

A．．．光學材料

S11～S16、S21～S24．．．步驟

θ1．．．夾角

圖1A為習知檢測方法之一示意圖；

圖1B為習知檢測方法之另一示意圖；

圖2為本發明之製程方法之一流程步驟圖；

圖3為本發明之製程方法之一示意圖；

圖4為本發明之製程方法之另一示意圖；

圖5為本發明之製程方法之又一示意圖；

圖6為本發明之製程方法之再一示意圖；以及

圖7為本發明之檢測方法之一流程步驟圖。

S11～S16．．．步驟

Claims (16)

1. 一種顯示裝置的製造方法，該顯示裝置係應用於三維顯示，該製造方法包含下列步驟：提供一透鏡基板，該透鏡基板具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性設置於該第一表面上；將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；由該條狀發光單元發射一光束照射該第一表面上之該等光學元件，且該光束與該透鏡基板之間具有一夾角；由一影像擷取單元擷取該透鏡基板之至少一影像，且該影像擷取單元與該透鏡基板相對移動，其中該影像擷取單元實質垂直於該透鏡基板；依據擷取該透鏡基板之該影像進行一表面檢測；以及將已通過該表面檢測之該透鏡基板設置於一顯示面板之上，該顯示面板包括：一彩色濾光片基板及一薄膜電晶體基板；以及設置一液晶層於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該表面檢測係將該影像擷取單元擷取該透鏡基板之該影像與一標準影像相比較，該兩影像若相似即通過表面檢測。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該表面檢測係判斷該影像擷取單元擷取之該影像具有的亮點數目與大小，若該影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過表面檢測。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該夾角介於5°至30°。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該影像擷取單元係為一相機。
6. 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中該相機具有一光接收部，該光接收部係為線形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，更包含：提供一壓模元件，該壓模元件具有一第二表面及複數凸條，該等凸條各具有一長邊與一短邊，且該等凸條係週期性設置於該第二表面上；將一軟性元件與該壓模元件相對設置，其中該軟性元件具有一第三表面；藉由該壓模元件壓合於該軟性元件之該第三表面上形成連續之複數凹部，且該等凹部各具有一長邊與一短邊；以及將一光學材料注入該等凹部，以構成該透鏡基板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該光學材料係為液晶或光學膠。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，更包含：將該條狀發光單元與該等凸條之該等短邊平行設置；將該光束照射於該第二表面上之該等凸條，且該光束與該壓模元件之間具有一夾角；以及由該影像擷取單元擷取該壓模元件之至少一影像，且該影像擷取單元與該壓模元件相對移動，其中該影像擷取單元實質垂直於該壓模元件。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，更包含：將該條狀發光單元與該等凹部之該等短邊平行設置；將該光束照射於該第三表面上之該等凹部，且該光束與該軟性元件之間具有一夾角；以及由該影像擷取單元擷取該軟性元件之至少一影像，且該影像擷取單元與該軟性元件相對移動，其中該影像擷取單元實質垂直於該軟性元件。
11. 一種透鏡基板的檢測方法，該透鏡基板設置於三維顯示裝置，該檢測方法包含下列步驟：提供一透鏡基板，該透鏡基板具有一第一表面及複數光學元件，其中該等光學元件各具有一長邊與一短邊，且該等光學元件係週期性設置於該第一表面上；將一條狀發光單元與該等光學元件之該等短邊平行設置；由該條狀發光單元發射一光束照射該第一表面上之該等光學元件，且該光束與該透鏡基板之間具有一夾角；以及由一影像擷取單元擷取該透鏡基板之至少一影像，且該影像擷取單元與該透鏡基板相對移動，其中該影像擷取單元實質垂直於該透鏡基板。
12. 如申請專利範圍第11項所述之檢測方法，更包含：將該影像擷取單元擷取該透鏡基板之該影像與一標準影像相比較，該兩影像若相似即通過檢測。
13. 如申請專利範圍第11項所述之檢測方法，更包含：判斷該影像擷取單元擷取之該影像具有的亮點數目及大小，若該影像具有超過一定數目或大小的亮點即未通過檢測。
14. 如申請專利範圍第11項所述之檢測方法，其中該夾角介於5°至30°。
15. 如申請專利範圍第11項所述之檢測方法，其中該影像擷取單元係為一相機。
16. 如申請專利範圍第15項所述之檢測方法，其中該相機具有一光接收部，該光接收部係為線形。