台湾专利TW201319585A 配線檢查方法、配線檢查裝置、配線檢查程式及記錄媒體

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专利摘要:
本發明之配線檢查方法係檢查形成於基板上之配線有無短路部者，且包含：發熱步驟，其對配線施加電壓以使短路部發熱；圖像獲取步驟，其獲取基板之紅外線圖像；二值化步驟，其使用閾值自紅外線圖像生成二值化圖像；及位置特定步驟，其自二值化圖像特定短路部之位置；且二值化步驟係變更閾值而重複進行二值化處理。藉此，對包含短路部之配線之紅外線圖像進行二值化處理，生成經細線化之二值化圖像，從而可準確特定短路部之位置。
公开号:TW201319585A
申请号:TW101129759
申请日:2012-08-16
公开日:2013-05-16
发明作者:Eiji Yamada
申请人:Sharp Kk；
IPC主号:G06T7-00

专利说明:
配線檢查方法、配線檢查裝置、配線檢查程式及記錄媒體
本發明係關於一種適用於在例如用於液晶顯示裝置之主動矩陣基板般形成有複數根配線之基板上，檢測配線之短路缺陷之配線檢查方法、配線檢查裝置、配線檢查程式及記錄媒體。
液晶顯示裝置具有作為形成有複數根配線、像素電極及開關元件等之一個基板構件之主動矩陣基板、及作為形成有對向電極或彩色濾光片之另一個基板構件之彩色濾光片基板。液晶顯示裝置係將上述兩片基板空出間隔而貼合，於間隙中注入液晶材料而形成液晶層後，安裝周邊電路零件而製造。
主動矩陣基板之製造步驟中有基板上之配線產生斷線或短路等缺陷之情形。該缺陷成為液晶顯示裝置之顯示缺陷之原因。為減少液晶顯示裝置之顯示缺陷等不良，在進行上述注入液晶材料之步驟前需檢測主動矩陣基板之缺陷並予以修復。
圖10係專利文獻1所揭示之配線圖案之檢查裝置。專利文獻1之檢查裝置係利用通電電極61對形成於基板50上之配線圖案53通電，藉由配線圖案53之發熱而產生紅外線，由紅外線感測器63拍攝其紅外線圖像，對攝像信號進行圖像處理並與特定之基準圖像資料進行對比，藉此檢查配線圖案53之良好與否。
又，圖11係專利文獻2所揭示之主動矩陣基板之檢查裝置。專利文獻2之檢查裝置係於主動矩陣基板之掃描線81~85與信號線91~95之間施加電壓，檢測掃描線81~85與信號線91~95之交叉點所產生之短路缺陷73。
因正常之掃描線81~85與信號線91~95之間絕緣，故即使於掃描線81~85與信號線91~95之間施加電壓仍不會有電流流動。與此相對，於存在掃描線81~85與信號線91~95之短路缺陷73之情形時，電流流通於該短路缺陷73部分，短路部及流通有電流之配線發熱而產生紅外線。拍攝紅外線圖像，對攝像信號進行圖像處理而辨識發熱區域。進而對已辨識之發熱區域進行圖像處理而特定發熱配線路徑，檢測短路缺陷部之位置。又，於無法辨識發熱區域時，判斷為無短路缺陷之良品基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利公報「日本專利特開平11-337454號公報(1999年12月10日公開)」
[專利文獻2]日本公開專利公報「日本專利特開平6-51011號公報(1994年2月25日公開)」
然而，如專利文獻1及2所述般，於使短路部及配線發熱之情形時，其附近之溫度因熱傳導亦上升。因此，因已辨識之發熱區域包含短路部及配線以及其附近區域，故有因短路部隱藏於該發熱區域中而無法特定短路部之準確位置之問題。
本發明之目的在於對包含短路部之配線之紅外線圖像進行二值化處理，生成經細線化之二值化圖像，從而準確特定短路部之位置。
為解決上述課題，本發明之配線檢查方法之特徵在於檢查形成於基板上之配線有無短路部，且包含：發熱步驟，其對配線施加電壓以使短路部發熱；圖像獲取步驟，其獲取基板之紅外線圖像；二值化步驟，其使用閾值自紅外線圖像生成二值化圖像；及位置特定步驟，其自二值化圖像特定短路部之位置；且二值化步驟係變更閾值而重複進行二值化處理。
又，本發明之配線檢查裝置之特徵在於檢查形成於基板上之配線有無短路部，且具備：電壓施加機構，其對上述配線施加電壓以使上述短路部發熱；攝像機構，其拍攝上述基板之紅外線圖像；及圖像處理機構，其使用閾值自上述紅外線圖像生成二值化圖像，並特定短路部之位置；且上述圖像處理機構含有變更上述閾值而重複進行二值化處理之二值化圖像形成部。
又，本發明之配線檢查程式之特徵在於使上述配線檢查方法動作，且使電腦執行上述各步驟。
又，本發明之電腦可讀取之記錄媒體之特徵在於記錄有上述記載之配線檢查程式。
根據本發明之配線檢查方法、配線檢查裝置、配線檢查程式及記錄媒體，對包含短路部之配線之紅外線圖像進行二值化處理，生成經細線化之二值化圖像，從而可準確特定短路部之位置。
以下，參照圖1至圖9所示之圖式，對本發明之實施形態進行詳細說明。再者，本發明之圖式中，相同之參照符號表示相同之部分或相當部分。
圖1係本發明之一實施例之配線檢查裝置1之示意圖。作為應檢查之基板之基板構件2載置於載置台3上，其上載置框體4。框體4之底面(與基板構件2之抵接面)上設置有連接於電壓施加機構5之複數個端子。框體4之端子壓抵接觸於設置於基板構件2之周圍之下述複數個配線之端子。對複數根配線自電壓施加機構5經由框體4之端子賦予預先規定之電壓。
載置台3之上方設置攝像機構6，拍攝施加有特定電壓之狀態之基板構件2之紅外線圖像。攝像機構6由例如捕捉自基板構件2表面放射之紅外線而形成紅外線圖像之紅外線相機而實現。攝像機構6所拍攝之紅外線圖像之圖像資料例如被發送至電腦，經由模擬/數位轉換電路而提供給圖像處理機構7。又，控制機構8係以依次執行上述電壓施加、攝像、及下述圖像處理之方式控制電壓施加機構5及圖像處理機構7。
圖2係圖像處理機構7之構成圖。圖像處理機構7包含形成紅外線圖像之紅外線圖像形成部11、形成二值化圖像之二值化圖像形成部12、及自二值化圖像特定短路位置之短路位置特定部13。
紅外線圖像形成部11中，自所拍攝之圖像資料根據紅外線之放射量決定圖像對比度，例如形成256灰階之灰度圖像之紅外線圖像。紅外線圖像例如係形成如自基板構件2表面之任意點發射之紅外線之放射量越增加，圖像之亮度值越接近白色之圖像。
在二值化圖像形成部12中，自以紅外線圖像形成部11形成之紅外線圖像，一面最佳化閾值一面形成二值化圖像。在二值化圖像中，去除紅外線圖像之閾值以下之溫度區域而鎖定包含短路缺陷之發熱區域。
在短路位置特定部13中，解析由二值化圖像形成部12形成之二值化圖像，根據發熱區域之形狀而特定短路缺陷之位置。
又，二值化圖像形成部12具有：特徵區域設定部14，其係為了對應發熱區域最佳化閾值，而設定預測為包含短路部之特徵區域；直方圖製作部15，其針對特徵區域製作亮度值之直方圖；及閾值變更部16，其基於直方圖之結果變更閾值。
圖3係表示由圖2所示之圖像處理機構7執行之配線檢查方法之流程圖。圖3之配線檢查方法經程式化而記錄於記錄媒體，以電腦可讀取之方式保存。
本發明之配線檢查方法包含：發熱步驟21，其係對配線施加電壓以使短路部發熱；圖像獲取步驟22，其係藉由紅外線相機拍攝由發熱步驟21發熱之配線及短路部而獲取紅外線圖像；二值化步驟23，其係使用與發熱區域對應之閾值將紅外線圖像轉換為二值化圖像；及位置特定步驟24，其係自二值化圖像特定上述短路部之位置。
本發明之配線檢查方法之特徵在於，尤其於二值化步驟23中，以使紅外線圖像之發熱區域細線化之方式，對應於發熱區域而最佳化閾值並重複進行二值化處理。
以下就圖3所示之配線檢查方法之各步驟進行詳細說明。
發熱步驟21包含：步驟S1，其係將設置於基板構件2之周圍之框體4之端子壓抵並連接於配線；及步驟S2，其係自電壓施加機構5經由框體4之端子對配線或配線間施加特定電壓。所施加之電壓會因配線或短路部之電阻值而不同，但例如設為電壓值=50V、施加時間=5秒。
圖像獲取步驟22包含：步驟S3，其係由紅外線相機等攝像機構6拍攝短路部發熱之基板構件2而獲取紅外線圖像；及步驟S4，其係將所拍攝之紅外線圖像保存於記憶體等記憶裝置。
圖4係拍攝基板構件2之紅外線圖像之一例。基板構件2中，沿X方向形成之複數根配線X與沿Y方向形成之配線Y介隔絕緣體而交叉。於各交叉處形成有例如薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)作為未圖示之開關元件。圖4中表示於第n根配線Xn與第m根配線Ym之交叉部產生短路部39之事例。而圖4(a)係於配線間通電前之紅外線圖像，圖4(b)表示拍攝於配線間通電後因來自短路部39之發熱而產生之發熱區域40之紅外線圖像。再者，於包含圖4在內之以後之表示紅外線圖像之圖式中，為了容易理解，而於紅外線圖像上將配線X與配線Y重合表示。
如圖4(b)所示，發熱區域40係沿配線Xn-短路部39-配線Ym之短路路徑而形成，又，電阻值越大之部分其溫度越上升，發熱區域40對短路部39之周邊以相當之廣度形成。因此，通常會進行用於自紅外線圖像去除雜訊成分之二值化處理。
此處，將雜訊所引起之溫度上升量+△℃預先規定為雜訊之標準偏差之常數倍，例如設為0.1~0.5℃。而且，將發熱前之基板溫度+△℃作為初始閾值，自紅外線圖像轉換為二值化圖像並去除雜訊。超過該初始閾值之像素判斷為存在顯著之溫度上升。然而，因該初始閾值為較低之值，且發熱區域40具有相當之廣度，故難以準確特定短路部39之位置，亦有誤認為鄰接短路部39之位置之交叉部之虞。
又，因受到雜訊所引起之溫度變化之影響，故顯示最高溫度之一像素之位置並不限定為短路部。因此，若藉由稍微低於紅外線圖像之最高溫度之二值化閾值進行二值化，則成為包含顯示最高溫度之一像素之小片區域之二值化圖像。
圖5係藉由稍微低於最高溫度之二值化閾值進行二值化之二值化圖像。該二值化閾值例如為最高溫度-△℃。自該二值化圖像，表示哪個配線路徑發熱之資訊完全丟失。因此，難以自該二值化圖像特定短路部之位置，進而亦難以特定哪種配線路徑發熱。
又，有短路部位產生複數處而非一處之情形。於如此之情形時，若藉由稍微低於紅外線圖像之最高溫度之二值化閾值進行二值化，則產生最高溫度附近之短路部位殘餘，但其以外之短路部位被去除而被忽視之問題。
如此，即使二值化閾值設定為如發熱前之基板溫度+△℃般之較低值、及如最高溫度-△℃般之較高值之任一者，仍不適合用於特定短路部39之位置。
因此，二值化步驟23中，藉由一面最佳化閾值一面重複進行二值化處理，而將包含短路部39之發熱區域40細線化，從而易於特定短路部39之位置。
二值化步驟23中，首先，作為步驟S5，應用預設之初始閾值進行二值化處理。初始閾值係例如為發熱前之基板溫度+△℃。藉由該步驟S5去除紅外線圖像之背景雜訊。
圖6(a)係藉由步驟S5二值化處理圖4(b)之紅外線圖像，從而轉換為二值化圖像者。圖6(a)之二值化圖像成為去除了初始閾值以下之溫度區域者，雖進行有某種程度之細線化但仍不充分。
繼而，為進一步細線化包含短路部39之發熱區域40，而進行閾值之最佳化。首先，作為步驟S6，於圖6(a)之二值化圖像中，預測包含短路部39之特徵區域41。再者，根據發熱程度，所預測出之特徵區域41之內部未必一定包含短路部39(預測不一定正確)，但為中途階段，故不成問題。
特徵區域41之預測首先特定發熱區域40之前端像素42。若有複數個前端像素時即為線段時，則只要將該線段之中點像素作為前端像素42即可。若非一條線段時，則只要設為複數個像素之座標之中間值即可。繼而，將該前端像素42設為上邊之中心，將特定大小之矩形區域設定為特徵區域41。
特徵區域41之大小係只要設定發熱開始至拍攝紅外線圖像為止藉由熱傳導而擴展之發熱區域之像素數即可。例如，特徵區域41可設為5×5像素之正方形。
又，亦可根據發熱開始至拍攝紅外線圖像為止之時間而適當調整特徵區域41之特定大小。即，於自發熱開始至拍攝紅外線圖像為止之時間較短之情形時，特徵區域41之大小變小，即，於自發熱開始至拍攝紅外線圖像為止之時間較長之情形時，特徵區域41之大小變大。
又，特徵區域41亦可為圓形。於短路部之發熱量大於配線部之情形時，因以短路部為中心呈圓形發熱，故期望特徵區域41為圓形。例如，特徵區域41可為直徑為5像素之圓形。
繼而，作為步驟S7，應用該特徵區域41之亮度值生成直方圖。藉此，可獲得短路部39附近之亮度值資訊。
圖6(b)表示圖6(a)之特徵區域41之亮度值之直方圖。步驟S8中，求取平分該直方圖之面積之中間值，將該中間值作為新閾值而自初始閾值進行變更。
繼而，作為步驟S9，應用變更後之閾值對圖4(b)之紅外線圖像再次進行二值化處理。
圖7(a)表示應用變更後之閾值之二值化圖像。因變更後之閾值成為較初始閾值更接近短路部39之溫度之值，故閾值變更後之二值化圖像成為較初始閾值之二值化圖像更細線化者。由於設定中間值作為新閾值，故圖7(a)之特徵區域41之面積於新二值化圖像中成為一半。又，圖7(a)所示之新發熱區域40之面積成為圖6(a)所示之前次發熱區域40之面積之大致一半。
即，若圖7(b)所示之特徵區域41之直方圖與圖6(b)所示之發熱區域40之直方圖之形狀完全一致，則與一半之面積一致。然而，因直方圖罕有完全一致，通常為大致相近之程度，故成為大致一半之面積。如此，因面積成為大致一半，故閾值變更後之二值化圖像成為較初始閾值之二值化圖像更細線化者。
繼而，作為步驟S10，判斷閾值為經變更幾次者，以特定次數重複進行閾值變更與二值化處理。
閾值不足特定次數時，判斷為閾值之最佳化並不充分，而返回至步驟S6。步驟S6中，與前次同樣地，使用圖7(a)之二值化圖像，自發熱區域40之前端像素42將5×5像素量之區域再次設定為新特徵區域41，並生成新特徵區域41之直方圖。若該特定次數過多，則二值化閾值會變得過大，以致如圖5所示般難以特定短路部之位置。因此，較佳為根據實驗狀況而調整恰當之特定次數。
圖7(b)係新特徵區域41之直方圖。如圖7(b)所示，新特徵區域41之直方圖中表示中間值進一步向高溫側轉移，而鎖定短路部39之亮度值資訊。如此於特徵區域41中一面鎖定短路部39之亮度值資訊，一面變更為最恰當之閾值，藉此可進行二值化圖像之細線化。
閾值之變更至少進行2次，由此可細線化至能夠特定短路部39之位置之程度。於進行2次以上閾值之變更，進而進行細線化之情形時，當中間值小於前次之閾值時，判斷為已充分細線化而可結束處理。
再者，生成直方圖之步驟S7可省略。即，步驟S8只要可自步驟S5中所設定之特徵區域之像素值直接算出中間值並變更閾值即可。
又，作為新二值化值，雖使用特徵區域41之中間值，但並非限定於此。作為新二值化閾值，亦可使用特定之百分位數。所謂百分位數，係依照由小到大之順序排列亮度值時，將自較小一方起處於100p%(0≦p≦1)之值稱作第100p百分位數。
例如，若將第75百分位數用作二值化閾值，則可使發熱區域40之面積為大致1/4。再者，中間值與第50百分位數為同值(p=0.5)。藉由應用P>0.5之百分位數，可易於減少變更閾值之特定次數，從而有可縮短二值化步驟23之處理時間之效果。
然而，特徵區域41之像素數與發熱區域40之像素數相比較少，故特徵區域41之第75百分位數無法與發熱區域40之第75百分位數完全相等。特徵區域41之第75百分位數有大於發熱區域40之第75百分位數之危險。因此，作為新二值化閾值，期望為特徵區域41之中間值。
圖8係拍攝基板構件2之紅外線圖像之另一例。發熱區域40沿配線Xn-短路部39-配線Ym之短路路徑形成，又，電阻值越大之部分其溫度越上升而形成為寬幅。圖8之紅外線圖像之情形與圖4(b)相比短路部39之發熱量較少，故短路部39之附近區域之大小較小。
圖9(a)、圖9(b)係表示經細線化之二值化圖像之例者。經細線化之二值化圖像之形狀根據配線電阻值與短路部之電阻值之均衡而成為圖9(a)所示之火柴棒型之發熱形狀，或成為圖9(b)所示之鉛筆型之發熱形狀。例如，圖4(b)之紅外線圖像成為圖9(a)所示之經細線化之二值圖像，圖8之紅外線圖像成為圖9(b)所示之經細線化之二值圖像。藉由上述發熱形狀之差異，短路部39之位置之特定方法改變。如圖9(c)所示，發熱形狀之差異可藉由自發熱區域之前端計測水平寬度而判斷。
短路部之位置可應用經細線化之二值化圖像並利用先前之圖像處理方法而進行特定。例如，於火柴棒型之發熱形狀之情形時，可按照辨識前端之圓形部分並抽出→重心算出之順序進行特定。又，於鉛筆型之發熱形狀之情形時，亦可按照二值化→細線化→細線之前端像素之順序進行特定。
此外，紅外線相機所測定之溫度受到被攝像物之放射率之影響。基板上形成有玻璃、鉻或鋁或銅等之配線材料等放射率不同之物質。因此，基板上之基板溫度於整面並非一致。因此，為了高精度地拍攝發熱而需消除放射率之影響。因此，亦可檢測施加電壓前後之圖像而檢測差。即，按照如下之順序進行拍攝。
(1)於發熱前(施加電壓前)之狀態下進行拍攝而獲取第1枚圖像。
(2)施加電壓以使其發熱。
(3)進行拍攝而獲取第2枚圖像。
(4)自第2枚圖像差分第1枚圖像(差分各像素之像素值彼此)，計算出差分圖像。
(5)對該差分圖像執行二值化步驟23以後之處理。
該差分圖像之像素值表示因發熱而上升之溫度。初始閾值設為△℃即可。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，於申請專利範圍所示之範圍內可進行各種變更，關於將不同實施形態中分別揭示之技術性手段適當組合而獲得之實施形態亦包含於本發明之技術範圍內。
如上，本發明之配線檢查方法之特徵在於：二值化步驟係自二值化圖像預測包含短路部之特徵區域，將下次二值化處理之閾值變更為特徵區域之特定百分位數。
又，本發明之配線檢查方法之特徵在於：特徵區域之特定百分位數為閾值以下時結束二值化處理之重複。
又，本發明之配線檢查方法之特徵在於：特定百分位數為中間值。
又，本發明之配線檢查方法之特徵在於：特徵區域為特定大小之圓形或矩形。 [產業上之可利用性]
本發明例如可較佳地利用於在如用於液晶顯示裝置之主動矩陣基板般形成有複數根配線之基板上，檢測配線之短路缺陷之配線檢查方法及配線檢查裝置。
1‧‧‧檢查裝置
2‧‧‧基板構件(基板)
3‧‧‧載置台
4‧‧‧框體
5‧‧‧電壓施加機構
6‧‧‧攝像機構
7‧‧‧圖像處理機構
8‧‧‧控制機構
11‧‧‧紅外線圖像形成部
12‧‧‧二值化圖像形成部
13‧‧‧短路位置特定部
14‧‧‧特徵區域設定部
15‧‧‧直方圖製作部
16‧‧‧閾值變更部
39‧‧‧短路部
42‧‧‧前端像素
50‧‧‧基板
53‧‧‧配線圖案
61‧‧‧通電電極
63‧‧‧紅外線感測器
81‧‧‧掃描線
82‧‧‧掃描線
83‧‧‧掃描線
84‧‧‧掃描線
85‧‧‧掃描線
91‧‧‧信號線
92‧‧‧信號線
93‧‧‧信號線
94‧‧‧信號線
95‧‧‧信號線
X‧‧‧配線
Xn‧‧‧配線
Y‧‧‧配線
Ym‧‧‧配線
圖1係表示本發明之檢查裝置之示意圖。
圖2係本發明之檢查裝置之圖像處理部之構成圖。
圖3係表示本發明之檢查方法之檢查流程圖。
圖4(a)、(b)係表示發熱前後之紅外線圖像之平面圖。
圖5係表示將發熱後之紅外線圖像二值化之圖像之平面圖。
圖6(a)、(b)係自經細線化之二值化圖像與其特徵區域求出之亮度值直方圖。
圖7(a)、(b)係自經細線化之二值化圖像與其特徵區域求出之亮度值直方圖。
圖8係表示將發熱後之紅外線圖像二值化之圖像之平面圖。
圖9(a)-(c)係自二值化圖像特定短路位置之說明圖。
圖10係表示先前之配線圖案之檢查裝置之構成的立體圖。
圖11係表示先前之配線圖案之檢查裝置之構成的圖。
1‧‧‧檢查裝置
2‧‧‧基板構件(基板)
3‧‧‧載置台
4‧‧‧框體
5‧‧‧電壓施加機構
6‧‧‧攝像機構
7‧‧‧圖像處理機構
8‧‧‧控制機構

权利要求:
Claims (9)
[1] 一種配線檢查方法，其特徵在於檢查形成於基板上之配線有無短路部，且包含：發熱步驟，其對上述配線施加電壓以使上述短路部發熱；圖像獲取步驟，其獲取上述基板之紅外線圖像；二值化步驟，其使用閾值自上述紅外線圖像生成二值化圖像；及位置特定步驟，其自上述二值化圖像特定上述短路部之位置；且上述二值化步驟係變更上述閾值而重複進行二值化處理。
[2] 如請求項1之配線檢查方法，其中上述二值化步驟係自上述二值化圖像預測包含上述短路部之特徵區域，且將下次二值化處理之閾值變更為上述特徵區域之特定百分位數。
[3] 如請求項2之配線檢查方法，其中於上述特徵區域之特定百分位數為前次閾值以下時，結束上述二值化處理之重複進行。
[4] 如請求項2之配線檢查方法，其中上述特定百分位數為中間值。
[5] 如請求項3之配線檢查方法，其中上述特定百分位數為中間值。
[6] 如請求項2至5中任一項之配線檢查方法，其中上述特徵區域為特定圓形或矩形。
[7] 一種配線檢查裝置，其特徵在於檢查形成於基板上之配線有無短路部，且包含：電壓施加機構，其對上述配線施加電壓以使上述短路部發熱；攝像機構，其拍攝上述基板之紅外線圖像；及圖像處理機構，其使用閾值自上述紅外線圖像生成二值化圖像並特定短路部之位置；且上述圖像處理機構含有變更上述閾值而重複進行二值化處理之二值化圖像形成部。
[8] 一種配線檢查程式，其特徵在於使如請求項1之配線檢查方法動作，且使電腦執行上述各步驟。
[9] 一種電腦可讀取之記錄媒體，其特徵在於記錄有如請求項8之配線檢查程式。

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法律状态:
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优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

JP2011210295A|JP5128699B1|2011-09-27|2011-09-27|配線検査方法および配線検査装置|

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