大尺寸LCD光學(xué)量測系統(tǒng)的建構(gòu)及應(yīng)用方案

　　◎量測／測試所面臨之問題

　　欲建構(gòu)LCD光學(xué)量測系統(tǒng)來檢驗(yàn)面板品質(zhì)，將面臨的問題有：

　　1.建立一套量測系統(tǒng)可快速對面板上某一點(diǎn)之9點(diǎn)、13點(diǎn)、25點(diǎn)均齊度之Luminance(輝度)、CIE(色座標(biāo))、Chromaticity、VIEWANGLE、ContrastRatio、GrayScale/Gamma、ResponseTime、Flicker、Cross-talk和WarmUpTime進(jìn)行量測。

　　2.整合視覺影像定位，自動(dòng)量測面板各點(diǎn)之CIE及L(cd/m2)的變化相關(guān)函數(shù)。

　　3.符合真實(shí)控制者操作介面功能之人機(jī)介面。

　　4.建立自動(dòng)輸出判別是否合乎標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序。

　　◎應(yīng)用方案

　　LCD的光學(xué)特性在量測上須整合運(yùn)動(dòng)控制、影像自動(dòng)定位、類比/數(shù)位訊號擷取、以及儀器通訊等復(fù)雜的項(xiàng)目，而市面上提供的軟硬體環(huán)境必須具備親切的使用者介面、開發(fā)時(shí)程短、易于安裝與除錯(cuò)等特性。透過對市售產(chǎn)品的嚴(yán)格篩選與評比后，以美商國家儀器(NI)的提供的軟硬體環(huán)境符合本公司的需求。特以LABVIEW7.1Express作為開發(fā)平臺(tái)，軟體環(huán)境搭配VisionAssistant7.1與ReportGenerationToolkit為主，在硬體環(huán)境上則使用NIUSB-6009、PCI-1407、PCI-6221。

　　文章摘要

　　有鑒于平面顯示器的設(shè)計(jì)越來越邁向超大面板方向前進(jìn)，光學(xué)量測設(shè)備的量測范圍尺寸必定也需要朝向超大面板設(shè)計(jì)。光學(xué)特性的標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，傳統(tǒng)以人工檢驗(yàn)品質(zhì)的方式，不但耗費(fèi)無謂的人工成本，且不論檢測精密度及速度皆無法滿足較大規(guī)模的生產(chǎn)要求。因此，先進(jìn)的「電腦視覺定位系統(tǒng)」為不可或缺的，其具有測量準(zhǔn)確、快速、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，能快速針對客戶需要的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測?；趦x控自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展理念，發(fā)展『產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化視覺檢測系統(tǒng)』，配合VISIONANDMOTION的運(yùn)用，依客制化需求開發(fā)以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。由于LABVIEW它能夠快速建立準(zhǔn)確的自動(dòng)檢測系統(tǒng)，同時(shí)產(chǎn)生完整詳細(xì)的檢測數(shù)據(jù)，故以LABVIEW7.1搭配IMAQ7.1作為開發(fā)軟體，建立完整的自動(dòng)化量測系統(tǒng)。光學(xué)量測設(shè)備介紹本公司自制光學(xué)量測設(shè)備配合VISIONANDMOTION的運(yùn)用，以LABVIEW7.1搭配IMAQ7.1作為開發(fā)軟體建立完整的自動(dòng)化量測系統(tǒng)。如下圖一所示，儀器包括TOPCONBM-7(orSR-3)、XYZ直線軸加上θxθy旋轉(zhuǎn)軸之五軸TABLE，控制型態(tài)為5軸伺服控制。

圖一.LCD光學(xué)量測系統(tǒng)

　　自動(dòng)量測面板各點(diǎn)之變化相關(guān)函數(shù)之特性整合

　　1.視覺影像定位方法(NIPCI-1407+watechighresolutionCCD)

　　此光學(xué)量測系統(tǒng)在搭配『視覺影像定位方法』下，量測之項(xiàng)目可包含以下數(shù)種：均齊度量測、ResponseTime、WarmUpTime、Flicker、VIEWANGLE、ContrastRatio、GrayScale/Gamma、Cross-talk和Chromaticity等。此『視覺影像定位方法』之程序，首先必須輸入LCD尺寸大小，利用影像處理方法(Findverticaledge、Findhorizontaledge、Findcoordsys(2Rects))，程式會(huì)先自動(dòng)搜尋出LCD之未發(fā)亮邊界，如圖二、三所示。當(dāng)搜尋出邊界后，程式便可以自動(dòng)對位至所需之定點(diǎn)，此定點(diǎn)分別定義為LCD之左上、右上及右下邊界。根據(jù)前述定義之左上及右上兩點(diǎn)，可決定LCD之水平夾角，并將LCD的座標(biāo)系修正至與程式之座摽系一致，如圖四所示。

圖二.視覺影像定位方法-自動(dòng)搜尋LCD左上角

圖三.視覺影像定位方法-自動(dòng)搜尋LCD右下角

圖四.視覺影像定位方法-自動(dòng)修正LCD座標(biāo)系

　　2.9點(diǎn)、13點(diǎn)、25點(diǎn)均齊度

　　在LCD的檢測中，依據(jù)LCD發(fā)光區(qū)域輝度或色度變化的程度，可將其定義為均齊度(Uniformity)。根據(jù)VESA規(guī)范，均齊度之量測包含5點(diǎn)、9點(diǎn)…等，再由量測結(jié)果之最大值除以最小值便為均齊度，公式如下列所示：

　　在此LCD光學(xué)量測系統(tǒng)中依據(jù)不同需求包含9點(diǎn)、13點(diǎn)和25點(diǎn)均齊度之量測。其測定方式與數(shù)據(jù)結(jié)果如圖五及圖六所示。

圖五.九點(diǎn)均齊度-自動(dòng)測定方法