大尺寸液晶面板獲取精準(zhǔn)缺陷坐標(biāo)的研究與應(yīng)用

張 俊，朱忠發(fā)，周 進(jìn)，劉 成，索金亮，王 彬，黃助兵

（合肥京東方顯示技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230012）

1 引 言

薄膜晶體管液晶顯示器（Thin Film Transis?tor Liquid Crystal Display，TFT-LCD）在生產(chǎn)制造中會(huì)產(chǎn)生各種類型的缺陷，如亮點(diǎn)、暗點(diǎn)、線缺陷、Particle Gap（由異物產(chǎn)生的暈開缺陷）、Mura（畫面顯示不均的缺陷）、顯示異常、氣泡等［1-3］，其中，部分特定缺陷如亮點(diǎn)、線缺陷、Particle Gap可以通過維修進(jìn)行修復(fù)以提升缺陷液晶面板的品質(zhì)等級(jí)［4-8］。成盒后的液晶面板在液晶盒（Cell）檢測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)以挑出有缺陷的液晶面板，其中可維修的液晶面板在維修之前，需提供缺陷精確坐標(biāo)，而且提供缺陷精確坐標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維修的前提。

隨著高世代線液晶面板的不斷推出，液晶面板尺寸越來越大，分辨率不斷提高，生產(chǎn)制造過程中對(duì)檢測(cè)缺陷的準(zhǔn)確度和速度要求也越來越高。目前，檢測(cè)液晶面板缺陷的方法主要有人工視覺檢測(cè)法、電學(xué)參數(shù)檢測(cè)法和自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法，且自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法以其面板缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確率髙，速度快，且是非接觸檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，已成為研究的熱點(diǎn)［9-26］。Oh等人將方向?yàn)V波器組（Directional Filter Banks，DFB）和自適應(yīng)多級(jí)閾值相結(jié)合，通過線掃描和面掃描獲取不同分辨率的顯示面板圖像，采用DFB實(shí)現(xiàn)低分辨率圖像的檢測(cè)，將自適應(yīng)多級(jí)閾值檢測(cè)算法用于高分辨率圖像檢測(cè)［25］。歐先鋒等提出一種基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的端對(duì)端快速TFT-LCD表面缺陷檢測(cè)算法，利用深度學(xué)習(xí)強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力對(duì)缺陷點(diǎn)與非缺陷點(diǎn)進(jìn)行像素級(jí)分類，在檢測(cè)率、誤檢率以及時(shí)效性上都取得了顯著效果［26］。但是，雖然液晶面板的缺陷檢測(cè)方法得到了廣泛的研究和應(yīng)用，缺陷檢測(cè)越來越準(zhǔn)確，對(duì)于成盒后液晶面板缺陷的精準(zhǔn)定位卻很少提及。馬嶺等采用設(shè)計(jì)的自動(dòng)分割與定位預(yù)處理軟件將高分辨率圖像劃分成適于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的圖像子塊，并根據(jù)模型對(duì)圖像子塊判定類別和定位坐標(biāo)，同時(shí)獲取多類型缺陷檢測(cè)結(jié)果［27］，但此方法只適用于缺陷的檢出和定位缺陷區(qū)域塊，不能獲取缺陷的精確坐標(biāo)。目前，在液晶面板生產(chǎn)工廠中，液晶盒（Cell）檢測(cè)站點(diǎn)傳統(tǒng)的尋找缺陷坐標(biāo)方案主要有兩種：

第一種方案是人工視覺檢測(cè)確認(rèn)缺陷坐標(biāo)。通過檢測(cè)裝置點(diǎn)燈檢測(cè)出缺陷后，人工手動(dòng)調(diào)整液晶面板自身顯示的十字光標(biāo)到缺陷位置，再通過人眼觀察確認(rèn)十字光標(biāo)與缺陷是否重合來確認(rèn)缺陷的坐標(biāo)。但是在液晶面板越來越大、分辨率不斷提高的趨勢(shì)下，以某款1 651 mm(65 in)超高清（Ultra High Definition，UHD，分辨 率：3 840×2 160 PPI）產(chǎn)品為例，1 440 mm寬的顯示屏上單個(gè)亞像素的寬度只有127 μm，人工視覺確認(rèn)坐標(biāo)存在3個(gè)方面缺點(diǎn)：一是人員尋找缺陷速度慢，效率低，不能滿足高速運(yùn)行的自動(dòng)化產(chǎn)線要求。二是人員確定缺陷坐標(biāo)的精度差，人眼觀察微米級(jí)別的缺陷，確認(rèn)坐標(biāo)偏差概率很高，會(huì)導(dǎo)致上傳系統(tǒng)的缺陷坐標(biāo)數(shù)值不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響維修過程中缺陷位置查找和維修效率。而且如果維修時(shí)在上傳缺陷坐標(biāo)位置查找不到缺陷點(diǎn)的情況下，會(huì)將液晶面板進(jìn)行再次點(diǎn)燈檢測(cè)來重新上傳缺陷坐標(biāo)，浪費(fèi)人力和物力。三是人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境會(huì)影響人員確認(rèn)缺陷坐標(biāo)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致坐標(biāo)出現(xiàn)偏差。目前人工視覺方法只適用于小尺寸、低分辨率液晶面板的缺陷坐標(biāo)尋找。

第二種方案是自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)確認(rèn)缺陷坐標(biāo)。首先，自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)拍照并判斷出液晶面板存在缺陷，然后計(jì)算缺陷在圖片中的位置，最后通過圖片與液晶面板顯示區(qū)域長(zhǎng)寬比例換算出缺陷在實(shí)際液晶面板的坐標(biāo)。但此種方法適用于小尺寸、無形變液晶面板的缺陷坐標(biāo)快速自動(dòng)定位，在高世代線液晶面板制造中，液晶面板尺寸較大，未貼附偏光片的液晶面板豎直放置在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上進(jìn)行自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)檢測(cè)，液晶面板在前后方向會(huì)有一定的彎曲形變，越靠近中心，前后彎曲的形變量越大，此種通過圖片比例計(jì)算的方法來確定缺陷實(shí)際坐標(biāo)不夠精確，無法保證坐標(biāo)精度。而且液晶面板尺寸越大，形變量越大，通過圖片比例換算得到的缺陷坐標(biāo)誤差就越大，無法滿足缺陷維修坐標(biāo)精度的要求。因此，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)確認(rèn)缺陷坐標(biāo)的方法無法在企業(yè)大尺寸液晶面板精準(zhǔn)獲取缺陷坐標(biāo)工藝上得到應(yīng)用。

因?yàn)橐壕姘宄叽巛^大、分辨率高，在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上會(huì)發(fā)生形變等問題，傳統(tǒng)人工視覺或自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)尋找缺陷坐標(biāo)法存在效率低、精度差等缺點(diǎn)，難以滿足企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)需求。H公司在量產(chǎn)初期缺陷發(fā)生率較高，如果因人工視覺或自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)尋找缺陷坐標(biāo)方式的坐標(biāo)誤差導(dǎo)致維修失敗，每年損失可達(dá)數(shù)千萬元。同時(shí)，在智能制造的大環(huán)境下，高世代線大尺寸液晶面板的制造領(lǐng)域自動(dòng)化程度越來越高，利用智能缺陷檢出系統(tǒng)自動(dòng)檢出液晶面板缺陷及其坐標(biāo)成為一種趨勢(shì)。為了減少因坐標(biāo)誤差導(dǎo)致的維修失敗損失，提升缺陷尋址準(zhǔn)確率和效率，而且為了克服大尺寸液晶面板在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上的形變問題，本文對(duì)大尺寸液晶面板精準(zhǔn)獲取缺陷坐標(biāo)的方法進(jìn)行了研究，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)出一種可以自動(dòng)尋找大尺寸液晶面板中缺陷精確坐標(biāo)的系統(tǒng)。本文對(duì)該系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)施架構(gòu)，常見的亮點(diǎn)缺陷、Data Open（數(shù)據(jù)線顯示區(qū)內(nèi)斷開形成的線缺陷）、X-line（數(shù)據(jù)線起始端斷開形成的線缺陷）、Data Gate Short（數(shù)據(jù)線和掃描線顯示區(qū)內(nèi)短路形成的線缺陷）線缺陷和Particle Gap缺陷的自動(dòng)定址邏輯進(jìn)行了闡述。最后，對(duì)5種液晶面板缺陷進(jìn)行自動(dòng)定址實(shí)際測(cè)試，并與傳統(tǒng)缺陷坐標(biāo)尋找方法進(jìn)行了對(duì)比。

2 缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)的建立

2.1 系統(tǒng)硬件實(shí)施方式

缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)硬件實(shí)施方式如圖1所示。首先，被檢測(cè)的液晶面板是成盒后的面板，液晶面板在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上豎直放立，四周邊框固定在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上，中間顯示區(qū)域無支撐、無遮擋，由背光源在液晶面板后側(cè)提供均勻的光源。其次，由液晶面板驅(qū)動(dòng)裝置（Pattern Generator，PG）根據(jù)要求將液晶面板點(diǎn)亮，顯示不同的畫面，并可在液晶面板上根據(jù)要求顯示空心的十字光標(biāo)。然后，在液晶面板前方安裝一個(gè)圖像拍攝裝置，可以用CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)，而且圖像拍攝裝置能夠通過相機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)在液晶面板前方按要求進(jìn)行垂直、水平移動(dòng)進(jìn)行局部拍照取像。相機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過馬達(dá)控制運(yùn)動(dòng)。最后，尋址系統(tǒng)中控機(jī)與圖像拍攝裝置和PG相連，并與液晶面板的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行通信，同時(shí)接收并處理圖像拍攝裝置傳送的圖像，根據(jù)圖2所述流程尋找到缺陷的精確坐標(biāo)。

圖1 缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)硬件實(shí)施方式示意圖Fig.1 Hardware implementation scheme of defect auto?matic addressing system

圖2 缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)軟件實(shí)施方式示意圖Fig.2 Software implementation scheme of defect auto?matic addressing system

2.2 系統(tǒng)軟件實(shí)施方式

缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)軟件實(shí)施方式如圖2所示。

第一步，尋址系統(tǒng)中控機(jī)從數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)下載對(duì)應(yīng)液晶面板的缺陷信息，包含缺陷數(shù)量、缺陷類型、缺陷檢出畫面及其對(duì)應(yīng)的初始坐標(biāo)（X0，Y0），該初始坐標(biāo)為人員（圖3）或自動(dòng)檢測(cè)裝置（圖4）在初次檢測(cè)液晶面板時(shí)提供的缺陷周邊范圍內(nèi)一個(gè)大概位置的坐標(biāo)。

圖3 人工視覺檢測(cè)確認(rèn)缺陷初始坐標(biāo)示意圖Fig.3 Scheme of manual visual detection and confirma?tion of defect initial coordinates

圖4 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)確認(rèn)缺陷初始坐標(biāo)示意圖Fig.4 Scheme of automatic optical detection and confir?mation of defect initial coordinates

第二步，尋址系統(tǒng)中控機(jī)讀取液晶面板一個(gè)缺陷信息后，通知PG提供信號(hào)將液晶面板進(jìn)行點(diǎn)亮，且顯示為缺陷被檢出畫面。然后尋址系統(tǒng)中控機(jī)控制移動(dòng)相機(jī)到液晶面板的初始坐標(biāo)前方，再通過圖像拍攝裝置拍照確認(rèn)是否真實(shí)存在缺陷，若不存在則讀取下一個(gè)缺陷信息，若存在則繼續(xù)尋找精確缺陷坐標(biāo)。

第三步，確認(rèn)缺陷存在后，根據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)下載的缺陷初始坐標(biāo)（X0，Y0）顯示出空心十字光標(biāo)，空心十字光標(biāo)的中心坐標(biāo)即為（X0，Y0）。然后相機(jī)拍照，再根據(jù)不同類型缺陷制定的缺陷定址邏輯來判斷空心十字光標(biāo)與缺陷是否重合。

第四步，如果確認(rèn)缺陷與空心十字光標(biāo)不重合，則通過圖片計(jì)算出缺陷相對(duì)于空心十字光標(biāo)的偏移量，換算成十字光標(biāo)需要移動(dòng)的橫向（X方向）距離m和豎向（Y方向）距離n，然后通知PG將空心十字光標(biāo)按照m和n的數(shù)值進(jìn)行X和Y方向的移動(dòng)?？招氖止鈽?biāo)移動(dòng)完成后，再進(jìn)行拍照確認(rèn)缺陷是否與空心十字光標(biāo)重合。如果不重合則重復(fù)循環(huán)本步驟上述內(nèi)容，直到確認(rèn)空心十字光標(biāo)與缺陷位置完全重合，即空心十字光標(biāo)與缺陷X和Y方向的偏移量為（0，0）。

第五步，確認(rèn)缺陷與空心十字光標(biāo)重合后，尋址系統(tǒng)中控機(jī)從PG讀取此時(shí)的空心十字光標(biāo)坐標(biāo)（X1，Y1），將此坐標(biāo)信息作為缺陷精準(zhǔn)真實(shí)坐標(biāo)上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

第六步，確認(rèn)此液晶面板是否還有其他缺陷信息，如果有則繼續(xù)執(zhí)行第二步至第五步的操作，直到將所有缺陷坐標(biāo)尋找并上傳完畢，然后將相機(jī)移動(dòng)歸位，結(jié)束此液晶面板的缺陷尋址流程。

此系統(tǒng)軟件實(shí)施方式?jīng)]有采用與自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)類似的通過拍照的圖片換算比例直接計(jì)算出缺陷坐標(biāo)的方法，而是通過空心十字光標(biāo)的設(shè)計(jì)、缺陷識(shí)別和定址邏輯的制定，最后通過液晶面板驅(qū)動(dòng)裝置輸出的十字光標(biāo)坐標(biāo)作為缺陷坐標(biāo)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，徹底克服了大尺寸液晶面板在檢測(cè)機(jī)臺(tái)上的形變問題。通過PG直接輸出缺陷的精準(zhǔn)坐標(biāo)，后續(xù)維修過程可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)迅速準(zhǔn)確地找到缺陷的精確位置從而進(jìn)行修復(fù)。

3 缺陷精確坐標(biāo)定址邏輯

在確定自動(dòng)尋找大尺寸液晶面板缺陷精確坐標(biāo)的硬件和軟件設(shè)計(jì)及實(shí)施方式后，本文對(duì)大尺寸液晶面板發(fā)生率較高的5種缺陷定址邏輯進(jìn)行了闡述，分別為亮點(diǎn)缺陷、Data Open、X-line、Data Gate Short線缺陷和Particle Gap五種缺陷的自動(dòng)定址邏輯。

3.1 亮點(diǎn)缺陷定址邏輯

亮點(diǎn)缺陷是液晶面板最常見的缺陷。在陣列和成盒段制造過程中，都會(huì)產(chǎn)生亮點(diǎn)缺陷。亮點(diǎn)缺陷的維修手法已經(jīng)很成熟，并形成了完全自動(dòng)維修的修復(fù)方式，因此提供亮點(diǎn)缺陷的精準(zhǔn)坐標(biāo)尤為重要，是保證維修成功的重要前提。

當(dāng)液晶面板存在亮點(diǎn)缺陷時(shí)，在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的液晶面板上面顯示的亮點(diǎn)缺陷畫面如圖5（a）所示，在周圍顯示黑色的畫面下，亮點(diǎn)缺陷以一個(gè)發(fā)亮的亞像素方式顯示。根據(jù)亮點(diǎn)缺陷的維修需求，定位亮點(diǎn)缺陷時(shí)，需要精確定位亮點(diǎn)的橫向和豎向坐標(biāo)。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)里，PG十字光標(biāo)顯示在液晶面板上是空心的十字光標(biāo)，橫豎交叉的空心點(diǎn)坐標(biāo)即是十字光標(biāo)的坐標(biāo)。當(dāng)PG十字光標(biāo)顯示在正常區(qū)域時(shí)（坐標(biāo)為X0，Y0），尋址系統(tǒng)中控機(jī)通過相機(jī)拍攝空心十字光標(biāo)與亮點(diǎn)缺陷的畫面，如圖5（b）所示。通過拍攝的圖片計(jì)算十字光標(biāo)（X0，Y0）與亮點(diǎn)缺陷（X1，Y1）的間距，換算出十字光標(biāo)與缺陷重合時(shí)需要移動(dòng)的橫向和豎向距離，然后反饋給PG，PG移動(dòng)十字光標(biāo)至缺陷處。然后相機(jī)再進(jìn)行拍照來校驗(yàn)空心十字光標(biāo)與亮點(diǎn)缺陷是否重合，如果不重合再進(jìn)行前一步驟進(jìn)行校準(zhǔn)，直到如圖5（c）所示，十字光標(biāo)中間是亮點(diǎn)，此時(shí)判定亮點(diǎn)缺陷與空心十字光標(biāo)重合。最后，由PG輸出此時(shí)空心十字光標(biāo)坐標(biāo)（X2，Y2）作為亮點(diǎn)缺陷的精準(zhǔn)坐標(biāo)。

圖5 （a）亮點(diǎn)缺陷畫面；（b）十字光標(biāo)與亮點(diǎn)缺陷非重合畫面；（c）十字光標(biāo)與亮點(diǎn)缺陷重合畫面。Fig.5（a）Defect image of pixel；（b）Image of cross cur?sor non-coincided with pixel；（c）Image of cross cursor coincided with pixel.

3.2 Data Open缺陷定址邏輯

Date Open缺陷常發(fā)生于陣列工藝制程，是由于顯示區(qū)域內(nèi)TFT的數(shù)據(jù)線出現(xiàn)斷路形成的線缺陷，從斷點(diǎn)開始，液晶面板下方TFT無法供電，液晶分子無法偏轉(zhuǎn)，宏觀現(xiàn)象是一條不貫穿的黑線。

當(dāng)液晶面板存在Date Open缺陷時(shí)，以Zinversion TFT設(shè)計(jì)（一根數(shù)據(jù)線隔行翻轉(zhuǎn)控制兩列像素，如圖6所示，且本文后續(xù)描述線缺陷都是此TFT設(shè)計(jì)）為例，在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的Date Open缺 陷 畫 面 如 圖7（a）所 示，在Data Open的斷點(diǎn)以下部分，兩列像素顯示出間隔的黑色像素點(diǎn)。根據(jù)Date Open缺陷的維修需求，需要將最上端黑色像素點(diǎn)作為Date Open缺陷的坐標(biāo)（X1，Y1）進(jìn)行定址。尋址系統(tǒng)中控機(jī)通過相機(jī)拍攝空心十字光標(biāo)的畫面，如圖7（b）所示，PG十字光標(biāo)顯示在正常區(qū)域時(shí)（坐標(biāo)為X0，Y0），十字光標(biāo)的豎向亮點(diǎn)像素在交叉點(diǎn)上下都是連續(xù)呈現(xiàn)的。然后通過相同位置上拍攝的圖片分別計(jì)算出十字光標(biāo)在圖7（c）上的坐標(biāo)（X2，Y2）和Date Open在圖7（d）上的坐標(biāo)（X3，Y3），系統(tǒng)再通過計(jì)算（X3，Y3）與（X2，Y2）的橫向和豎向間距，換算并反饋給PG十字光標(biāo)需要的偏移量。PG移動(dòng)十字光標(biāo)至缺陷處后，相機(jī)再進(jìn)行拍照來校驗(yàn)空心十字光標(biāo)與Date Open缺陷坐標(biāo)是否重合，并進(jìn)行校準(zhǔn)，直到如圖7（e）所示，空心十字光標(biāo)交叉點(diǎn)的下方是非連續(xù)間隔的亮點(diǎn)像素。此時(shí)尋址系統(tǒng)中控機(jī)判定Date Open缺陷是否與空心十字光標(biāo)重合，由PG輸出此時(shí)的空心十字光標(biāo)的坐標(biāo)（X4，Y4）作為Date Open缺陷的坐標(biāo)。

圖6 Z-inversion TFT設(shè)計(jì)示意圖Fig.6 Design scheme of Z-inversion TFT

圖7 （a）Date Open缺陷畫面；（b）十字光標(biāo)與Date Open缺陷非重合畫面；（c）Date Open缺陷在圖片上的計(jì)算坐標(biāo)示意圖；（d）十字光標(biāo)在圖片上的計(jì)算坐標(biāo)示意圖；（e）十字光標(biāo)與Date Open缺陷重合畫面。Fig.7（a）Defect image of Data Open；（b）Image of cross cursor non-coincided with Data Open；（c）Diagram of the calculated coordinate of Date Open defect on the picture；（d）Diagram of the calculated coor?dinates of the cross cursor on the picture；（e）Image of cross cursor coincided with Data Open.

3.3 X-line缺陷定址邏輯

X-line缺陷的發(fā)生常見于陣列工藝制程，也可能發(fā)生在成盒工藝制程，是由于數(shù)據(jù)線的起始段出現(xiàn)異常，導(dǎo)致整條數(shù)據(jù)線都無法輸入電壓，與之關(guān)聯(lián)的像素都呈現(xiàn)黑色。

當(dāng)液晶面板存在X-line缺陷時(shí)，在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的X-line缺陷畫面如圖8（a）所示，會(huì)有兩列像素出現(xiàn)間隔的黑色像素點(diǎn)。根據(jù)缺陷維修要求的協(xié)議，X-line缺陷任意定位一側(cè)間隔呈現(xiàn)的一列黑色像素點(diǎn)X方向的坐標(biāo)即可。PG十字光標(biāo)顯示在正常區(qū)域時(shí)，光標(biāo)的豎向亮點(diǎn)像素是連續(xù)呈現(xiàn)的，如圖8（b）所示。當(dāng)尋址系統(tǒng)中控機(jī)識(shí)別X-line缺陷后，根據(jù)缺陷與十字光標(biāo)在相同位置圖8（a）和圖8（b）上X方向的間距來?yè)Q算成十字光標(biāo)需要移動(dòng)的距離，并反饋新的坐標(biāo)給PG，使PG移動(dòng)十字光標(biāo)至缺陷處，并校驗(yàn)兩者是否重合。如圖8（c）所示，此時(shí)十字光標(biāo)的豎向亮點(diǎn)像素是間隔呈現(xiàn)出來的，即判定X-line缺陷與十字光標(biāo)重合，此時(shí)PG輸出的十字光標(biāo)坐標(biāo)（X1，Y1）即為X-line缺陷的精確坐標(biāo)。

圖8 （a）X-line缺陷畫面；（b）十字光標(biāo)與X-line缺陷非重合畫面；（c）十字光標(biāo)與X-line缺陷重合畫面。Fig.8（a）Defect image of X-line；（b）Image of cross cur?sor non-coincided with X-line；（c）Image of cross cursor coincided with X-line.

3.4 Data Gate Short缺陷定址邏輯

液晶面板Data Gate Short缺陷常發(fā)生于陣列工藝制程，由于數(shù)據(jù)線和掃描線短路造成電壓異常，宏觀上顯示在短路點(diǎn)形成交叉且豎向貫穿、橫向漸變的十字線。Data Gate Short缺陷的維修就需要定位到數(shù)據(jù)線和掃描線短路點(diǎn)后再進(jìn)行相應(yīng)的維修工藝。

當(dāng)液晶面板存在Data Gate Short缺陷時(shí)，在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的液晶面板上面顯示的Data Gate Short缺陷畫面如圖9（a）所示。在短路點(diǎn)處，數(shù)據(jù)線上的像素由于電壓變高，像素點(diǎn)亮度增加，形成與X-line缺陷類似的兩列間隔的發(fā)亮像素點(diǎn)，而且在短路點(diǎn)的像素點(diǎn)呈現(xiàn)黑色不亮的狀態(tài)，并且以此作為尋址系統(tǒng)中控機(jī)識(shí)別Data Gate Short缺陷的依據(jù)。根據(jù)維修缺陷的要求，定位Data Gate Short缺陷坐標(biāo)時(shí)，需要定位到短路處交叉點(diǎn)的左側(cè)坐標(biāo)。當(dāng)PG十字光標(biāo)顯示在正常區(qū)域時(shí)（坐標(biāo)為X0，Y0），尋址系統(tǒng)中控機(jī)通過相機(jī)拍攝空心十字光標(biāo)與Data Gate Short缺陷的畫面，如圖9（b）所示。通過拍攝的圖片計(jì)算十字光標(biāo)與Data Gate Short缺陷的間距，換算成十字光標(biāo)與缺陷重合時(shí)需要移動(dòng)的距離橫向和豎向間距，然后反饋給PG，讓其移動(dòng)十字光標(biāo)至缺陷處，然后相機(jī)再進(jìn)行拍照來校驗(yàn)空心十字光標(biāo)與缺陷是否重合。如圖9（c）所示，Data Gate Short缺陷與空心十字光標(biāo)重合時(shí)，十字光標(biāo)X向右邊緊挨著的一列像素間隔發(fā)亮，而且在十字光標(biāo)交叉點(diǎn)發(fā)黑，此時(shí)判定由PG輸出的空心十字光標(biāo)的坐標(biāo)（X1，Y1）即為Data Gate Short缺陷的精確坐標(biāo)。

圖9 （a）Data Gate Short缺陷畫面；（b）十字光標(biāo)與Da?ta Gate Short缺陷非重合畫面；（c）十字光標(biāo)與Da?ta Gate Short缺陷重合畫面。Fig.9（a）Defect image of Data Gate Short；（b）Image of cross cursor non-coincided with Data Gate Short；（c）Image of cross cursor coincided Data Gate Short.

3.5 Particle Gap缺陷定址邏輯

Particle Gap缺陷常發(fā)生于成盒工藝制程，是由于異物（Particle）在兩層玻璃基板中間造成了盒厚的變化形成帶有光暈的缺陷，并且缺陷中間有發(fā)亮的異物。在維修Particle Gap缺陷時(shí)，只需提供Particle Gap中間異物的坐標(biāo)。

當(dāng)液晶面板存在Particle Gap缺陷時(shí)，在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的Particle Gap缺陷如圖10（a）所示，缺陷中間有發(fā)亮異物，周邊有圓形光圈，尋址系統(tǒng)中控機(jī)以此作為缺陷的識(shí)別邏輯。在特定檢測(cè)畫面下，相機(jī)拍攝的液晶面板上面顯示的PG空心十字光標(biāo)與缺陷中心異物畫面如圖10（b）所示。系統(tǒng)通過計(jì)算兩者之間的間距，換算成PG空心十字光標(biāo)需要的偏移量，進(jìn)而通過PG將空心十字光標(biāo)移向缺陷處，直至兩者重合。如圖10（c）所示，在空心十字光標(biāo)的中心有發(fā)亮的異物即判定為缺陷與十字光標(biāo)重合，此時(shí)，通過PG顯示的空心十字光標(biāo)坐標(biāo)即為Particle Gap缺陷的坐標(biāo)。最后，將此坐標(biāo)上傳至缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，即可在維修段進(jìn)行缺陷的定位和維修。

圖10 （a）Particle Gap缺陷畫面；（b）十字光標(biāo)與Particle Gap缺陷非重合畫面；（c）十字光標(biāo)與Particle Gap缺陷重合畫面。Fig.10（a）Defect image of Particle Gap；（b）Image of cross cursor non-coincided with Particle Gap；（c）Image of cross cursor coincided Particle Gap.

4 缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)測(cè)試

在H工廠對(duì)含有5種類型缺陷的1 651 mm（65 in）和1 905 mm（75 in）UHD液晶面板進(jìn)行自動(dòng)定址系統(tǒng)及尋址邏輯的測(cè)試，兩種尺寸產(chǎn)品各測(cè)試1 000張，結(jié)果如表1所示。測(cè)試結(jié)果顯示，2 000張液晶面板上的5種缺陷全部成功自動(dòng)定址，表明該系統(tǒng)穩(wěn)定性非常高，準(zhǔn)確率能夠達(dá)到100%。

表1 缺陷尋址測(cè)試準(zhǔn)確率結(jié)果Tab.1 Accuracy results of defect addressing

同時(shí)，將缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)與H工廠生產(chǎn)初期使用的傳統(tǒng)人工視覺和自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)在1 651 mm（65 in）UHD液晶面板缺陷定址的效率與準(zhǔn)確性進(jìn)行對(duì)比，如表2所示。可以看出，人工視覺進(jìn)行缺陷定址耗時(shí)長(zhǎng)，完成一個(gè)缺陷的定址需要90 s，而且準(zhǔn)確性最高僅能達(dá)到70%；自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)耗時(shí)短，只需18 s，但因液晶面板形變問題，缺陷坐標(biāo)準(zhǔn)確性僅能達(dá)到20%；缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)耗時(shí)比自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)多2 s，但準(zhǔn)確率能達(dá)到100%。對(duì)比結(jié)果表明，缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)在自動(dòng)化、識(shí)別速度、準(zhǔn)確性方面全面優(yōu)于人工視覺，在準(zhǔn)確性方面比自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)提升了80%，該系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)化快速精準(zhǔn)定位缺陷坐標(biāo)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

表2 缺陷定址方法對(duì)比Tab.2 Comparison of defect addressing methods

5 結(jié) 論

本文針對(duì)高世代線的大尺寸、高分辨率液晶面板采用傳統(tǒng)人工視覺或自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)進(jìn)行缺陷定址因效率低、精度差等原因?qū)е戮S修失敗的問題進(jìn)行了分析，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)出一種可以自動(dòng)獲取大尺寸液晶面板中缺陷精確坐標(biāo)的系統(tǒng)，并闡述了缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)施方式。對(duì)5種液晶面板中常見缺陷建立了缺陷識(shí)別和定址邏輯，并對(duì)每種缺陷自動(dòng)定址進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，每種缺陷測(cè)試共有1 651 mm（65 in）和1 905 mm（75 in）UHD液晶面板各1 000張，并與傳統(tǒng)缺陷坐標(biāo)定址方法進(jìn)行了對(duì)比。測(cè)試及對(duì)比結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定易用，具有全自動(dòng)、識(shí)別速度快和100%精確尋址等優(yōu)點(diǎn)。目前，該系統(tǒng)應(yīng)用于H公司缺陷坐標(biāo)尋址工序后，缺陷坐標(biāo)上傳效率顯著提高，并且缺陷坐標(biāo)準(zhǔn)確性提升30%以上，缺陷維修收益顯著提升，表明該缺陷自動(dòng)定址系統(tǒng)在大尺寸液晶面板缺陷維修坐標(biāo)尋址領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價(jià)值。