基于智能識(shí)別功能的Mura機(jī)設(shè)計(jì)

毛繼禹+王旭+陳波+王野+王超

摘 要：目前TFT-LCD Line線上宏觀缺陷的檢出主要依靠Mura檢測(cè)機(jī)，Mura機(jī)的原理是通過數(shù)臺(tái)Line Camera和反射照明單元，讀取Glass的圖像并將其處理轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后PC根據(jù)軟件主要參數(shù)的設(shè)定，通過灰度差的計(jì)算比較，確認(rèn)出缺陷點(diǎn)，達(dá)成對(duì)Glass的宏觀品質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)控的目的。但目前生產(chǎn)線上的原材料PR膠以及核心設(shè)備的生產(chǎn)條件是不斷變化的，那么生成的Mura圖像標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)有所不同，設(shè)備單一參數(shù)的設(shè)定會(huì)導(dǎo)致小部分缺陷漏檢誤檢的情況。文章提出一種智能識(shí)別功能Mura機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過幾種新參數(shù)及算法的提出，設(shè)備自動(dòng)區(qū)分出各種PR膠變化或生產(chǎn)條件變化的基板，系統(tǒng)自動(dòng)更換為最佳的參數(shù)設(shè)定，使得缺陷的檢出最為準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：智能識(shí)別；灰度圖像；宏觀缺陷

中圖分類號(hào)：TM930.12+6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0113-03

引言

當(dāng)今信息社會(huì)高速發(fā)展，液晶顯示器（TFT-LCD）憑借其低重量、低功耗、高清晰、被動(dòng)發(fā)光等諸多優(yōu)點(diǎn)取代CRT 成為目前主流顯示器件，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、TV、Monitor 等電子顯示產(chǎn)品[1-2]，已經(jīng)深入人們的日常生活，隨著顯示技術(shù)的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)液晶顯示面板畫質(zhì)要求越來越高。

Mura一詞來自日本[3-4]，特指顯示產(chǎn)品中視覺上的明暗不均現(xiàn)象，也稱之為宏觀缺陷，目前TFT-LCD行業(yè)彩膜產(chǎn)線中，通過Mura檢查機(jī)對(duì)宏觀缺陷進(jìn)行檢測(cè)及監(jiān)控。

Mura檢測(cè)機(jī)的原理是通過數(shù)臺(tái)Line Camera和反射照明單元，讀取Glass的圖像并將其處理轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后PC根據(jù)軟件主要參數(shù)（主要為兩個(gè)參數(shù)：移動(dòng)平均值和上下限值）的設(shè)定，通過灰度差的計(jì)算比較，確認(rèn)出缺陷點(diǎn)，達(dá)成對(duì)Glass的宏觀品質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)控的目的。

1 Mura缺陷的檢出原理

Mura軟件的兩個(gè)主要參數(shù)為：移動(dòng)平均值和上下限值，通過這兩個(gè)參數(shù)的設(shè)定來控制缺陷的檢出。

（1）Line Camera讀取Glass的圖像并將其處理轉(zhuǎn)換為灰度圖像。

（2）對(duì)各點(diǎn)的灰度值進(jìn)行測(cè)量。例如下圖：X軸代表20個(gè)點(diǎn)，Y軸表示灰度值。

（3）通過設(shè)定的移動(dòng)平均值，將灰度曲線平滑處理。如圖2。

（4）通過設(shè)定的上下限值，生成各點(diǎn)的灰度值上下限曲線，超過上下線的部分確定為缺陷。（圖3）

2 目前Mura機(jī)存在的問題

目前CF分廠一條線的PR膠（CF分廠使用多個(gè)廠商的PR膠，成分有所不同）以及生產(chǎn)條件（例如：Coater 的吐膠量、Exposure機(jī)的Gap及曝光量）經(jīng)常會(huì)有所變化，因此造成Mura圖像以及圖像的灰度值整體上也會(huì)有所變化，這樣以前設(shè)定的Mura主要參數(shù)就不太滿足現(xiàn)在的基板要求，會(huì)造成一定的誤檢和漏檢，影響Mura設(shè)備的檢出準(zhǔn)確率。如圖4。

3 Mura機(jī)智能識(shí)別功能設(shè)計(jì)

筆者提出一種智能識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過幾種新參數(shù)及算法的提出，自動(dòng)區(qū)分出各種PR膠變化或生產(chǎn)條件變化的基板，系統(tǒng)自動(dòng)更換為最佳的參數(shù)設(shè)定，使得缺陷的檢出最為準(zhǔn)確。

3.1 “智能識(shí)別功能”的相關(guān)參數(shù)算法的設(shè)計(jì)

當(dāng)PR膠及生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)，生成的Mura圖像整體上就會(huì)有所變化，本設(shè)計(jì)針對(duì)此點(diǎn)，設(shè)計(jì)以下三個(gè)新參數(shù)及相應(yīng)算法，來區(qū)分變化基板：

（1）基板平均灰度值：主要對(duì)基板的整體灰度值進(jìn)行監(jiān)控

對(duì)應(yīng)算法→Sum（各點(diǎn)灰度值）/Sum點(diǎn)數(shù)。

（2）膜面平均灰度值：主要對(duì)Panel內(nèi)的平均灰度值進(jìn)行監(jiān)控

對(duì)應(yīng)算法→取一個(gè)panel的中心點(diǎn)a1以及周圍四點(diǎn)a2 a3 a4 a5，算出此五點(diǎn)的平均灰度，作為此Panel的灰度值A(chǔ)1，同理計(jì)算出其他Panel的平均灰度值A(chǔ)2、A3、A4、A5、A6……

膜面平均灰度值=各個(gè)Panel的灰度值之和（A1+A2+A3+A4+A5……）/Panel數(shù)量

（3）膜面均一性值：主要對(duì)Panel之間的均一性進(jìn)行監(jiān)控

對(duì)應(yīng)算法→Max（Min）Panel灰度值/膜面平均灰度值

3.2 “智能識(shí)別功能”的實(shí)現(xiàn)原理

原理：通過計(jì)算在不同PR膠、不同生產(chǎn)條件下基板的基板平均灰度值、膜面平均灰度值、膜面均一性值這三個(gè)參數(shù)，來區(qū)分出不同基板，然后軟件會(huì)根據(jù)不同的基板信息自動(dòng)選定最符合標(biāo)準(zhǔn)的Mura設(shè)備主要參數(shù)（移動(dòng)平均值和上下限值），使得Mura設(shè)備的缺陷檢出準(zhǔn)確率達(dá)到最高。

3.3 整體Mura機(jī)的設(shè)計(jì)

（1）硬件方面：

較目前Mura設(shè)備相比，需要增加一臺(tái)圖像處理PC，目的是在灰度圖像生成的同時(shí)，對(duì)基板平均灰度值、膜面平均灰度值、膜面均一性值這三個(gè)新參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，避免圖像處理時(shí)間增加，影響工廠Tact Time。

（2）軟件方面：

將“識(shí)別功能”的新參數(shù)及新算法編寫到軟件之中，通過軟件的更新達(dá)成基板識(shí)別的功能。

4 具體實(shí)施過程

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

（1）首先選取若干張基板（100張以上），在此線經(jīng)常使用的幾種PR膠及生產(chǎn)條件下進(jìn)行基板的跑片測(cè)試，得出不同條件下這批基板的基板平均灰度值、膜面平均灰度值、膜面均一性值的相應(yīng)范圍。（表1）

（2）針對(duì)不同條件，調(diào)節(jié)Mura設(shè)備主要參數(shù)移動(dòng)平均值和上下限值，使得缺陷能夠最大限度的檢出。（表2）

（3）將Recipe進(jìn)行保存，新型Mura機(jī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立完畢。

至此，不同條件下的基板的膜面特性值范圍同Mura主要參數(shù)的關(guān)聯(lián)性已建立完成。endprint

4.2 正常基板檢測(cè)過程

（1）首先Glass基板流過Mura檢測(cè)機(jī)，Mura機(jī)的Line Camera和反射照明單元，讀取Glass的圖像并將其處理轉(zhuǎn)換為灰度圖像，如圖5。

（2）處理器會(huì)對(duì)Glass的三個(gè)膜面特性參數(shù)：平均灰度值、膜面平均灰度值、膜面均一性值進(jìn)行檢測(cè)。（表3）

（3）軟件會(huì)針對(duì)測(cè)出的三個(gè)膜面特性參數(shù)數(shù)值，自動(dòng)與Recipe中符合范圍的NO進(jìn)行匹配，Mura主要參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行變更。（表4）

（4）根據(jù)Mura主要參數(shù)的設(shè)定，對(duì)基板上的缺陷點(diǎn)進(jìn)行檢出和判定。

4.3 新條件基板的檢出

當(dāng)PR膠或生產(chǎn)條件發(fā)生變化的新基板流過Mura機(jī)時(shí)，（1）處理器會(huì)對(duì)Glass的三個(gè)膜面特性參數(shù)：平均灰度值、膜面平均灰度值、膜面均一性值進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)測(cè)出的膜面特性參數(shù)數(shù)值無法與Recipe中的符合范圍的NO進(jìn)行匹配時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下報(bào)警（圖6）。

工程師可以建立新的Recipe，當(dāng)Glass數(shù)量較少或特殊情況，可點(diǎn)擊“選取最接近的Recipe”，繼續(xù)進(jìn)行撿片。

（2）點(diǎn)擊“建立新的Recipe”界面，對(duì)此類新條件基板的膜面特性參數(shù)值進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)Mura設(shè)備主要參數(shù)移動(dòng)平均值和上下限值進(jìn)行調(diào)節(jié)。將結(jié)果填入到新Recipe中。（表5）

（3）將Recipe進(jìn)行保存，繼續(xù)進(jìn)行正常撿片。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前筆者所提到的基于智能識(shí)別功能的Mura機(jī)設(shè)計(jì)，在工廠端測(cè)試過程中，在不影響工廠Tact Time的前提下，針對(duì)不同種類、不同條件的基板，達(dá)成了自動(dòng)識(shí)別基板膜面特性，從而自動(dòng)選擇最優(yōu)設(shè)備參數(shù)的功能，極大地提高了缺陷檢出的準(zhǔn)確率，提高了工廠的宏觀品質(zhì)，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃錫珉.液晶顯示技術(shù)發(fā)展軌跡[J].液晶與顯示，2003，18（1）：1-6.

[2]張方暉，席儉飛，王秀峰，等.液晶面板取向?qū)优c液晶層界面的電荷累積效應(yīng)分析[J].發(fā)光學(xué)報(bào)，2009，30（1）：123-125.

[3]齊鵬，施園，劉子源.TFT-LCD Touch Mura 不良研究和改善[J].液晶與顯示，2013，28（2）：205.

[4]王志龍，鄭英花，馬亮，等.L0 周邊Mura 分析及其改善研究[J].液晶與顯示，2014，29（5）：668-673.endprint