一种图案检测装置及方法、图案化控制系统及方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种图案检测装置及方法、图案化控制系统及方法。

背景技术

tft-lcd显示装置是一种依靠背光模组提供背光，利用显示面板对背光进行调制，实现画面显示的平板显示装置，其具有良好的显示效果。

目前，tft-lcd显示装置的主要部件一般采用光刻等图案化工艺而成，在外界干扰的情况下，图案化精度有可能出现偏差，导致所制作的tft-lcd显示装置的质量不高，因此，采用图案化工艺完成膜层图案制作后，需要采用人工检测方式对所制作的膜层图案进行定性检测，以确定所制作的膜层图案精度满足需要，然而由于个体差异的问题，使得不同的人工检测同一膜层图案的结果不同，无法量化膜层图案精度，导致检测标准不一致。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种图案检测装置及方法、图案化控制系统及方法，以使得膜层图案精度检测智能化和准确，并降低人力投入成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种图案检测装置，该图案检测装置包括：

接收单元，用于接收图案化膜层的膜层图像；

与所述图像采集单元连接的图像识别单元，用于对所述膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；

与图像识别单元连接的偏差计算单元，用于根据所述实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差。

与现有技术相比，本发明提供的图案检测装置中，利用图像识别单元对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；并根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差，该膜层图案偏差可作为膜层图案精度，使得膜层图案精度的测量准确化，这样就能够代替人工检测方式实现对膜层图案精度的智能化检测，从而避免人工检测所带来的人力成本投入过大的问题。

本发明还提供了一种图案检测方法，该图案检测方法包括：

接收图案化膜层的膜层图像；

对所述膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；

根据所述实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差。

与现有技术相比，本发明提供的图案检测方法的有益效果与上述技术方案提供的图案检测装置的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种图案化控制系统，该图案化控制系统包括云端服务器和上述技术方案所述图案检测装置，所述云端服务器与所述图案检测装置通信；

所述云端服务器用于获取所述图案检测装置检测的膜层图案偏差，根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对所述图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到工艺校正参数；并根据所述工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程。

与现有技术相比，本发明提供的图案化控制系统中，云端服务器与图案检测装置通信，且云端服务器用于获取图案检测装置检测的膜层图案偏差，并根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到工艺校正参数；利用工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程，从而使得图案化控制系统以闭环的方式控制图案化膜层的制作，以尽早发现膜层图案精度较差的图案化膜层，并重新制作，从而降低多层图案化膜层的制作成本。

本发明还提供了一种图案化控制方法，该图案化控制方法包括：

获取上述技术方案所述图案检测装置检测的膜层图案偏差；

根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对所述图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到工艺校正参数；

根据所述工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程。

与现有技术相比，本发明提供的图案化控制方法的有益效果与上述技术方案提供的图案化控制装置的有益效果相同，在此不做赘述，

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的图案检测装置的应用场景图；

图2为本发明实施例提供的图案检测装置的结构框图；

图3为本发明实施例提供的图案检测方法的流程框图；

图4为本发明实施例中对膜层图像进行识别的流程框图；

图5为本发明实施例提供的图案化控制方法的流程框图。

附图标记：

100-图像采集器，200-图案检测装置；

210-接收单元，220-图像识别单元；

221-数据化模块，222-特征提取模块；

230-数学表达单元，240-偏差计算单元；

300-云端服务器，400-图案化设备；

500-成膜设备。

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，都属于本发明保护的范围。

现有人工检测膜层图案时，需要工作人员较长时间和投入专注的精力去进行检测和识别，且人眼在长时间盯着种类繁杂的监控屏幕后极容易导致视觉疲劳使注意力下降，导致检测可靠性比较差，给产品质量带来隐患，同时这也使得检测膜层图案的人力成本过大。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种图案检测装置及方法、图案化控制系统及方法，图1示出了本发明实施例提供的图案检测装置及方法、图案化控制系统及方法的应用场景。

图1所示出的应用场景包括图像采集器100、云端服务器300、图案检测装置200、成膜设备500和图案化设备400；其中，图像采集器100采集图案化设备400所形成的图案化膜层的膜层图像，利用图案检测装置对膜层图像进行分析，获得表征膜层图案精度的膜层图案偏差，图案检测装置将膜层图案偏差上传到云端服务器300，云端服务器300根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，获得工艺校正参数，云端服务器300将工艺校正参数发送给膜层制作使用的成膜设备500和图案化设备400，以重新成膜和对膜层进行图案化。

可以理解的是，图像采集器100所采集的图案化膜层的膜层图像，可以是以图片的形式存在，也可以是以视频等其他形式存在，图案化膜层一般是采用光刻工艺形成的图案化膜层，也可以是采用干法刻蚀、湿法刻蚀等工艺形成的图案化膜层。

云端服务器300所使用膜层图案偏差和工艺参数关系，是通过大数据分析(如机器学习、神经网络等算法)历史图案化膜层的工艺参数和图案化膜层的图案精度，建立膜层图案偏差与图案化工艺参数的对应关系；另外，图案检测装置上传膜层图案偏差至云端服务器300时，云端服务器300还收集将图案检测装置所检测的图案化膜层的图案化工艺参数，以作为大数据分析的一部分使用。

具体的，如图2所示，本发明实施例提供的图案检测装置包括：接收单元210，用于接收图案化膜层的膜层图像；与接收单元210连接的图像识别单元220，用于对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；与图像识别单元220连接的偏差计算单元240，用于根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差。

实施时，接收单元210接收图案化膜层的膜层图像，图像识别单元220对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息，偏差计算单元240根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差。

基于本发明实施例提供的图案检测装置可知，利用图像识别单元220对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；并根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差，该膜层图案偏差可作为膜层图案精度，使得膜层图案精度的测量准确化，这样就能够代替人工检测方式实现对膜层图案精度的智能化检测，从而避免人工检测所带来的人力成本投入过大的问题。换句话说，本发明实施例提供的图案检测装置能够使得膜层图案精度以膜层图案偏差的形式量化，从而更为精确的判断膜层图案是否准确，避免了人工定性检测所带来的膜层图案检测精度差的问题。

同时，本发明实施例提供的图案检测装置通过智能化处理图案化膜层的膜层图像，以获得膜层图案精度，使得检测膜层图案精度的速度大大提高，解决了人工定性检测膜层图案速度相对较慢的问题。而且，由于图案检测装置通过智能化处理图案化膜层的膜层图像，其处理过程和标准一致，摆脱了人工定性检测的标准不稳定性。

例如：制作阵列基板的过程中，其中涉及到栅线、数据线、像素电极，还有薄膜晶体管的各个膜层以及膜层见的过孔均采用成膜工艺和图案化工艺相结合的方式制作，当完成一层膜层的图案化，就利用图案检测装置对该图案化膜层进行检测，以确定所制作的图案化膜层是否满足需要。

示例性的，本发明实施例提供的图案检测装置对过孔开设位置和开设大小进行检测时，可通过测量过孔的中心坐标和过孔半径，并与标准过孔的中心坐标和半径进行比较，以量化的标准判断所测量的过孔的中心坐标和半径的精度。

可选的，本发明实施例中图案识别单元对膜层图像进行识别的方式多种多样，例如：如图2和图4所示，图案识别单元包括数据化模块221和特征提取模块222，数据化模块221用于将不可进行特征提取的膜层图像进行数据化处理，获得可进行数据提取和编辑的膜层图像数据，特征提取模块222用于对膜层图像数据进行数据分割，获得去除背景数据的多个膜层数据；对每个膜层数据进行图案提取，获得组成实测图案特征信息的多个图案特征数据。

上述数据化模块221将膜层图像进行数据化处理的方法比较多，如：数据化模块221对膜层图像进行图像颜色空间转换、图像噪声滤除和图像形态学处理，获得膜层图像数据。当然，除了进行图像颜色空间转换、图像噪声滤除和图像形态学这些基本数据处理，还可以做其他处理，以适应不同的图像特征提取。

上述数据分割的方法多种多样，如基于像素阈值的分割方法，基于边缘的分割方法，基于区域的分割方法、基于能量函数的分割方法，这些分割方法可以单独使用，也可以结合使用，具体使用方法与膜层图像数据的特点有关。

对于基于像素阈值的分割方法，其是一种基于区域的传统图像分割技术，图像阈值化分割是一种传统的最常用的图像分割方法，因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术，它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图像。具体而言，基于像素阈值的分割方法是按照灰度级，对图像像素集合进行划分，得到的每个子集形成一个与现实景物相对应的区域，各个区域内部具有一致的属性，而相邻区域不具有这种一致属性，这样的划分可以通过从灰度级出发选取一个或多个阈值来实现。

对于基于边缘的分割方法，其是依赖于由边缘检测算子找到的图像边缘来完成图像的分割。具体而言，基于边缘的分割方法首先利用合适的边缘检测算子提取出待分割场景不同区域的边界，然后对分割边界内的像素进行连通和标注。从而构成分割区域。

对于基于区域的分割方法，其是指将待分析的数据进行区域划分，将其中感兴趣的数据片段提取出来做进一步处理，而将其它的数据抛弃，以减少后续处理的数据量。

对于基于能量函数的分割方法，其具有良好的特性，它通过建立数学模型，将分割问题转化成数学寻优问题，能够清楚地描述要解决的问题，而且与求解问题的算法分开。

另外，上述进行图案提取的方法包括基于形状的特征、颜色特征、纹理特征、几何特征或基于空间的特征的提取方法实现，具体提取方法根据分割后的多个膜层数据的数据内容决定。

进一步，考虑到偏差计算单元240用于根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差，需要使得图案特征信息和标准图案特征信息的数据格式相同，因此，如图2和图3所示，本发明实施例提供的图案检测装置还包括分别与图像识别单元220和偏差计算单元240连接的数学表达单元230，用于对实测图案特征信息进行数学表达，获得图案特征数学表达信息；并限定图案特征数学表达信息的表达格式与标准图案特征信息的表达格式相同。如标准图案特征信息的格式为数值形式，则将实测图案特征信息表达为数值形式；如标准图案特征信息的格式为矩阵形式，则将实测图案特征信息表达为矩阵形式；如标准图案特征信息的格式为向量，则将实测图案特征信息表达为向量形式。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种图案检测方法，该图案检测方法包括：

步骤s110：接收图案化膜层的膜层图像；

步骤s120：对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息；

步骤s140：根据实测图案特征信息和标准图案特征信息，获得膜层图案偏差。

与现有技术相比，本发明实施例提供的图案检测方法的有益效果与上述实施例提供的图案检测装置的有益效果相同，在此不做赘述。

其中，如图4所示，上述对膜层图像进行识别，获得实测图案特征信息包括：

步骤s121：对膜层图像进行数据化处理，获得膜层图像数据；对膜层图像进行数据化处理的具体过程包括：

对膜层图像进行图像颜色空间转换、图像噪声滤除和图像形态学处理，获得膜层图像数据。

步骤s122：对膜层图像数据进行数据分割，获得去除背景数据的多个膜层数据；数据分割的方法为基于像素阈值的分割方法，基于边缘的分割方法，基于区域的分割方法、基于能量函数的分割方法中的一种或多种。

步骤s123：对每个膜层数据进行图案提取，获得组成实测图案特征信息的多个图案特征数据；进行图案提取的方法为基于形状特征、颜色特征、纹理特征、几何特征、基于空间特征中的一种或多种。

另外，获得实测图案特征信息后，根据实测图案特征信息和标准图案特征信息前，如图3所示，本发明实施例提供的图案检测方法还包括：

步骤s130：对实测图案特征信息进行数学表达，获得图案特征数学表达信息；图案特征数学表达信息的表达格式与标准图案特征信息的表达格式相同。

本发明实施例还提供了一种图案化控制系统，如图1和图5所示，包括云端服务器300和上述实施例提供的图案检测装置，云端服务器300与图案检测装置通信，以实现数据传输，

其中，云端服务器300用于获取图案检测装置检测的膜层图案偏差，根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到工艺校正参数，并根据工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程。

具体实施时，云端服务器300将工艺校正参数发送给成膜过程所需要的成膜设备500和图案化设备400，从而控制成膜设备500重新进行成膜和图案化设备400重新进行图案化。

基于本发明提供的图案化控制系统中，云端服务器300与图案检测装置通信，且云端服务器300用于获取图案检测装置检测的膜层图案偏差，并根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到工艺校正参数；利用工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程，从而使得图案化控制系统以闭环的方式控制图案化膜层的制作，以尽早发现膜层图案精度较差的图案化膜层，并重新制作，从而降低多层图案化膜层的制作成本。换句话说，本发明实施例通过云端服务器300与图案检测装置通信，使得利用图像采集技术获取图像后，利用图案检测装置智能检测出膜层图案偏差，并通过云端服务器300分析出工艺校正参数，对成膜和图案化工艺进行重新校正，可见，本发明实施例提供的图案化控制系统能够智能化的闭环控制成膜和图案化工艺过程，具有良好的实时性。

本发明实施例还提供了一种图案化控制方法，如图1和图5所示，该图案化控制方法包括：

步骤210：获取上述实施例提供的图案检测装置检测的膜层图案偏差；

步骤220：根据膜层图案偏差和工艺参数关系，对所述图案检测装置检测的膜层图案偏差进行处理，得到图案化工艺校正参数；

步骤230：根据图案化工艺校正参数控制重新制作图案化膜层的过程。

与现有技术相比，本发明实施例提供的图案化控制方法的有益效果与上述实施例提供的图案化控制系统的有益效果相同，在此不做赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。