一种基板异物和光学浓度的检测方法及装置与流程

本发明涉及器件制作工序技术领域，尤其涉及一种基板异物和光学浓度的检测方法及装置。

背景技术：

随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄等优点而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。在显示器的制作过程中，接近式曝光机因其较高曝光精度及较低的价格而被广泛地应用于显示领域。在现有技术中黑色矩阵(Black Matrix，简称BM)涂胶之后、曝光之前要进行光学浓度(Optical Density，简称OD)值和表面异物的检测。BM主要用在显示生产中起到遮光效果，防止两色相混，增进色彩对比性。

在液晶显示面板中，黑色矩阵是彩膜(Color Filter，简称CF)基板的第一道图案制程，在生产中要对其膜厚进行管控。同一黑色矩阵材料的OD值随着膜厚的增加而增大，若其膜厚过薄，OD值下降，导致遮光效果减弱、色彩对比度下降；若其膜厚太厚，OD值变大，会增加物料的消耗，且对后续制程产生不良影响。OD值与膜厚相关，因此对其测量可实现对膜厚的监控。另一方面，接近式曝光机的掩膜板与基板之间的距离比较近，粘附在基板表面上的异物颗粒有可能与掩膜板发生接触，导致掩膜板的污染划伤甚至报废。因此，OD值与表面异物的检测监控对BM的生产十分重要。但现有技术的检测设备功能单一、占用空间大，对涂覆有BM的基板的检测效率较低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基板异物和光学浓度的检测技术方案，用于实现对涂覆有黑色矩阵的基板的表面异物和黑色矩阵光学浓度的同时检测，减小设备占用空间和检测时间，提高基板的生产质量和效率，缩短生产线长度。

为解决以上技术问题，一方面，本发明提供一种基板异物和光学浓度的检测装置，包括：

设置在基板上方的光发射单元，用于向所述基板表面发射光束；所述基板为对黑色矩阵进行涂胶之后且曝光之前的玻璃基板；

设置在所述基板上方的反射光接收单元，用于接收所述基板表面的反射光；

设置在所述基板下方的透射光接收单元，与所述光发射单元相对设置，用于接收透过所述基板的透射光；

与所述反射光接收单元和所述透射光接收单元分别连接的处理单元，用于捕捉光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值。

进一步地，所述光束信息包括反射信息；所述反射信息包括反射光的亮度分布信息；所述处理单元，用于对所述反射光的亮度分布信息进行处理，获得异物的大小和分布数量。

进一步地，所述光束信息包括透射信息；所述透射信息包括透射光亮度值及其测量点的坐标位置；

所述处理单元，用于根据所述透射光亮度值及其测量点的坐标位置，计算出基板在所述测量点的坐标位置的光学浓度值OD：

OD＝-log₁₀(T)；

其中，参数T为光源发射光束在基板上的当前测量点的坐标位置的透过率。

优选地，所述光发射单元所采用的光源为条状结构光源；所述条状结构光源所发出的光束垂直均匀地照射到所述基板表面，且其照射范围大于或等于所述基板的面积。

优选地，所述反射光接收单元包括若干并排CCD镜头或条状光电探测器。

优选地，所述透射光接收单元包括导轨和若干个光电探测器；所述光电探测器沿着所述导轨向所述光发射单元的方向移动，获取所述基板相应坐标位置的透射光信息。

进一步地，所述基板异物和光学浓度的检测装置还包括显示判断单元，报警单元和缓存单元；

所述显示判断单元与所述处理单元相连接，用于显示所述处理单元计算获得的基板表面异物大小、分布数量与光学浓度值，并与预设的标准值进行比较，显示判断结果；

所述报警单元，用于在所述判断结果为异常时，发出报警信号，并将异常基板存放至所述缓存单元。

另一方面，本发明还提供了一种基板异物和光学浓度的检测方法，包括：

向基板表面发射光束；所述基板为对黑色矩阵进行涂胶之后且曝光之前的玻璃基板；

分别接收所述基板表面的反射光和透射光；

捕捉光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值。

进一步地，所述光束信息包括反射信息；所述反射信息包括反射光的亮度分布信息；所述检测方法还包括：对所述反射光的亮度分布信息进行处理，获得异物的大小和分布数量。

进一步地，所述光束信息包括透射信息；所述透射信息包括透射光亮度值及其测量点的坐标位置；所述检测方法还包括：

根据所述透射光亮度值及其测量点的坐标位置，计算出基板在所述测量点的坐标位置的光学浓度值OD：

OD＝-log₁₀(T)；

其中，参数T为光源发射光束在基板上的当前测量点的坐标位置的透过率。

本发明实施例提供的基板异物和光学浓度的检测技术方案，用于对涂覆有黑色矩阵的玻璃基板在曝光之前的质量检测，通过向待检测的基板发射光束，然后捕捉反射光束信息和透射光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值，从而检测出黑色矩阵基板上异物的大小分布，防止了大尺寸异物对掩膜板污染损伤，且通过光学浓度值的测量能够在线对膜厚进行监控，实现了黑色矩阵基板异物与光学浓度的同时、快速、准确测量，简化检测设备的结构，降低设备占用空间，提高基板的生产质量和效率。

附图说明

图1是本发明提供的基板异物和光学浓度的检测装置的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明提供的基板异物和光学浓度的检测方法的一个实施例的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参看图1，是本发明提供的基板异物和光学浓度的检测装置的一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，所述的基板异物和光学浓度的检测装置主要包括：

设置在基板上方的光发射单元10，用于向所述基板表面发射光束；所述基板为对黑色矩阵进行涂胶之后且曝光之前的玻璃基板；

设置在所述基板上方的反射光接收单元20，用于接收所述基板表面的反射光；

设置在所述基板下方的透射光接收单元30，与所述光发射单元10相对设置，用于接收透过所述基板的透射光；

与所述反射光接收单元20和所述透射光接收单元30分别连接的处理单元40，用于捕捉光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值。

具体实施过程中，一方面，所述光束信息包括反射信息；所述反射信息包括反射光的亮度分布信息；所述处理单元40，用于对所述反射光的亮度分布信息进行处理，获得异物的大小和分布数量。

另一方面，所述光束信息包括透射信息；所述透射信息包括透射光亮度值及其测量点的坐标位置；所述处理单元40，用于根据所述透射光亮度值及其测量点的坐标位置，通过以下方程(1)计算出基板在所述测量点的坐标位置的光学浓度值OD：

OD＝-log₁₀(T) (1)

其中，参数T为光源发射光束在基板上的当前测量点的坐标位置的透过率。

优选地，在本实施例中，所述光发射单元10所采用的光源为条状结构光源；所述条状结构光源所发出的光束垂直均匀地照射到所述基板表面，且其照射范围大于或等于所述基板的面积。

进一步地，所述反射光接收单元20包括若干并排CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)镜头或条状光电探测器。

在一种可实现的方式中，所述透射光接收单元30包括导轨31和若干个光电探测器(图1中未示出)。

所述光电探测器沿着所述导轨31向所述光发射单元10的方向移动，获取所述基板相应坐标位置的透射光信息。

进一步地，所述基板异物和光学浓度的检测装置还包括显示判断单元50，报警单元60和缓存单元70。

所述显示判断单元50与所述处理单元40相连接，用于显示所述处理单元40计算获得的基板表面异物大小、分布数量与光学浓度值，并与预设的标准值进行比较，显示判断结果；

所述报警单元60，用于在所述判断结果为异常时，发出报警信号，并将异常基板存放至所述缓存(Buffer)单元70。具体实施时，显示判断单元50和报警单元60可以集成为一体化器件，同时作为显示和报警单元使用，降低设备占用体积。报警单元60获得显示判断单元50所发送的异物信息与光学浓度信息与预设标准进行比较判断的结果。当异物的大小超出阈值或光学浓度值不在标准范围内，判断基板情况异常，报警单元60发现报警信号，对检测报警的基板进行扣留，自动存放至设备的Buffer单元70，等待操作人员进一步确认与处理，后序待检基板继续进入检测设备检测；当异物的尺寸未超出阈值且光学浓度值在标准范围内时，判断基板情况正常，报警单元60无报警信号，基板检测完成后自动流入下一制程。

实施本发明实施例提供的基板异物和光学浓度的检测装置，可用于对涂覆有黑色矩阵的玻璃基板在曝光之前的质量检测。通过向待检测的基板发射光束，然后捕捉反射光束信息和透射光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值，从而通过OD值的测量实现对BM膜厚进行在线监控，且能够检测出基板上异物的大小分布，防止了大尺寸异物对掩膜板污染损伤，实现了黑色矩阵基板异物与光学浓度的整合测量，减少设备的占用空间，提高生产效率。

另一方面，本发明还进一步提供了一种基板异物和光学浓度的检测方法。

参看图2，是本发明提供的基板异物和光学浓度的检测方法的一个实施例的步骤流程图。

在本实施例中，所述一种基板异物和光学浓度的检测方法，利用图1实施例提供的基板异物和光学浓度的检测装置，实现对涂覆有黑色矩阵的玻璃基板在曝光之前的质量检测，主要步骤包括：

步骤S101：向基板表面发射光束；所述基板为对黑色矩阵进行涂胶之后且曝光之前的玻璃基板；

步骤S102：分别接收所述基板表面的反射光和透射光；

步骤S103：捕捉光束信息，分别计算获得所述基板表面异物的分布信息和相应坐标位置的光学浓度值。

优选地，所述光束信息包括反射信息；所述反射信息包括反射光的亮度分布信息；则在所述基板异物和光学浓度的检测方法的步骤S103中，具体还包括：对所述反射光的亮度分布信息进行处理，获得异物的大小和分布数量。

进一步地，所述光束信息包括透射信息；所述透射信息包括透射光亮度值及其测量点的坐标位置；所述检测方法的步骤S103中，具体还包括：根据所述透射光亮度值及其测量点的坐标位置，根据所述方程(1)计算出基板在所述测量点的坐标位置的光学浓度值OD。

图2实施例提供的基板异物和光学浓度的检测方法与图1实施例提供的基板异物和光学浓度的检测装置的工作原理对应相同，在此不再赘述。

实施本发明实施例提供的基板异物和光学浓度的检测技术方案，通过向待检测的基板发射光束，然后捕捉反射光束信息和透射光束信息，一方面检测出黑色矩阵基板上异物的大小分布，防止了大尺寸异物对掩膜板污染损伤；另一方面通过光学浓度值的测量能够在线对膜厚进行监控，实现了黑色矩阵基板异物与光学浓度的同时、快速、准确测量，简化检测设备的结构，降低设备占用空间，提高基板的生产质量和效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。