配线检查方法、配线检查装置、配线检查程序以及记录介质

摘要

本发明的配线检查方法是检查形成于基板的配线的短路部的有无的配线检查方法，包含：发热工序，由电压施加单元（5）向配线施加电压来使短路部发热；图像取得工序，由拍摄单元（6）取得基板的红外线图像；二值化工序，由图像处理单元（7）根据红外线图像，使用阈值生成二值化图像；以及位置确定工序，由图像处理单元（7）根据二值化图像确定短路部的位置，在二值化工序中，变更阈值来反复进行二值化处理。从而，能够对包含短路部的配线的红外线图像进行二值化处理，生成细线化后的二值化图像，准确地确定短路部的位置。

说明书

技术领域

本发明涉及在例如像液晶显示装置所使用的有源矩阵基板那 样形成有多个配线的基板中适合于检测配线的短路缺陷的配线检 查方法、配线检查装置、配线检查程序以及记录介质。

背景技术

液晶显示装置具有：有源矩阵基板，其是形成有多个配线、像 素电极以及开关元件等的一方基板构件；以及彩色滤光片基板，其 是形成有相对电极、彩色滤光片的另一方基板构件。液晶显示装置 是空开间隔将上述2个基板贴合，向间隙注入液晶材料来形成液晶 层，然后安装周边电路部件而制造的。

有源矩阵基板有时在其制造工序中产生基板上的配线的断线、 短路等缺陷。该缺陷成为液晶显示装置的显示缺陷的原因。为了减 少液晶显示装置的显示缺陷等不良，需要在上述的注入液晶材料的 工序以前，检测出有源矩阵基板的缺陷进行修复。

图10是专利文献1所公开的配线图案的检查装置。专利文献1的 检查装置利用通电电极61向形成于基板50上的配线图案53通电，利 用配线图案53的发热产生红外线，用红外线传感器63拍摄该红外线 图像，对拍摄信号进行图像处理后与规定的基准图像数据进行对 比，从而检查配线图案53合格与否。

另外，图11是专利文献2所公开的有源矩阵基板的检查装置。 专利文献2的检查装置向有源矩阵基板的扫描线81～85和信号线 91～95之间施加电压，检测在扫描线81～85和信号线91～95的交叉 点发生的短路缺陷73。

正常的扫描线81～85和信号线91～95之间是绝缘的，因此，即 使向扫描线81～85和信号线91～95之间施加电压，电流也不会流 过。另一方面，在存在扫描线81～85和信号线91～95的短路缺陷73 的情况下，电流经该短路缺陷73部分而流过，短路部和电流流过的 配线发热而产生红外线。拍摄红外线图像，对拍摄信号进行图像处 理来识别发热区域。对识别到的发热区域进一步进行图像处理来确 定发热配线路径，检测短路缺陷部的位置。另外，在无法识别到发 热区域的情况下，判断为无短路缺陷的合格品基板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开平11-337454号公报（1999 年12月10日公开）”

专利文献2：日本公开专利公报“特开平6-51011号公报（1994 年2月25日公开）”

发明内容

发明要解决的问题

然而，在如专利文献1和2那样使短路部和配线发热的情况下， 热传导也会导致其附近的温度上升。因此，识别到的发热区域包含 短路部和配线及其附近区域，从而有如下问题：短路部隐藏于该发 热区域中，无法确定短路部的准确的位置。

本发明的目的在于，对包含短路部的配线的红外线图像进行二 值化处理，生成细线化后的二值化图像，准确地确定短路部的位置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的配线检查方法是检查形成于基板 的配线的短路部的有无的配线检查方法，其特征在于，包含：发热 工序，向配线施加电压来使短路部发热；图像取得工序，取得基板 的红外线图像；二值化工序，根据红外线图像，使用阈值生成二值 化图像；以及位置确定工序，根据二值化图像确定短路部的位置， 在二值化工序中变更阈值来反复进行二值化处理。

另外，本发明的配线检查装置是检查形成于基板的配线的短路 部的有无的配线检查装置，其特征在于，具备：电压施加单元，其 向上述配线施加电压来使上述短路部发热；拍摄单元，其拍摄上述 基板的红外线图像；以及图像处理单元，其根据上述红外线图像， 使用阈值生成二值化图像来确定短路部的位置，上述图像处理单元 具有变更上述阈值来反复进行二值化处理的二值化图像形成部。

另外，本发明的配线检查程序是实现上述配线检查方法的配线 检查程序，其特征在于，使计算机执行上述各工序。

另外，本发明的计算机可读取的记录介质的特征在于，其记录 有上述的配线检查程序。

发明效果

根据本发明的配线检查方法、配线检查装置、配线检查程序以 及记录介质，能够对包含短路部的配线的红外线图像进行二值化处 理，生成细线化后的二值化图像，准确地确定短路部的位置。

附图说明

图1是示出本发明的检查装置的示意图。

图2是本发明的检查装置的图像处理部的构成图。

图3是示出本发明的检查方法的检查流程图。

图4是示出发热前后的红外线图像的俯视图。

图5是示出将发热后的红外线图像二值化而得的图像的俯视 图。

图6是根据细线化后的二值化图像及其特征区域求出的亮度值 柱状图。

图7是根据细线化后的二值化图像及其特征区域求出的亮度值 柱状图。

图8是示出将发热后的红外线图像二值化而得的图像的俯视 图。

图9是是根据二值化图像确定短路位置的说明图。

图10是示出现有的配线图案的检查装置的构成的立体图。

图11是示出现有的配线图案的检查装置的构成的图。

具体实施方式

以下，参照图1至图9所示的附图详细地说明本发明的实施方 式。此外，在本发明的附图中，相同的附图标记表示相同的部分或 者相当的部分。

图1是作为本发明的一个实施例的配线检查装置1的示意图。基 板构件2作为应检查的基板而载置于载置台3上，其上载置框体4。 在框体4的底面（与基板构件2抵接的面）设置有与电压施加单元5 连接的多个端子。框体4的端子设置于基板构件2的周围，压紧到后 述的多个配线的端子而与其接触。从电压施加单元5经由框体4的端 子向多个配线提供预先决定的电压。

在载置台3的上方设置有拍摄单元6，拍摄已被施加规定的电压 的状态的基板构件2的红外线图像。例如用捕捉从基板构件2表面辐 射的红外线来形成红外线图像的红外线相机实现拍摄单元6。用拍 摄单元6拍摄的红外线图像的图像数据例如发送到计算机，经由模 拟/数字变换电路提供给图像处理单元7。另外，控制单元8以依次 执行上述的电压施加、拍摄、后述的图像处理的方式控制电压施加 单元5和图像处理单元7。

图2是图像处理单元7的构成图。图像处理单元7包含：红外线 图像形成部11，其形成红外线图像；二值化图像形成部12，其形成 二值化图像；以及短路位置确定部13，其根据二值化图像确定短路 位置。

在红外线图像形成部11中，根据所拍摄的图像数据，与红外线 的辐射量相应地决定图像对比度，例如形成作为256灰度级的灰阶 图像的红外线图像。红外线图像例如形成如下这样的图像：从基板 构件2表面的任意点发出的红外线的辐射量越增加，图像的亮度值 越接近白。

在二值化图像形成部12中，根据由红外线图像形成部11形成的 红外线图像，一边使阈值最佳化，一边形成二值化图像。在二值化 图像中，除去了红外线图像的阈值以下的温度区域，收窄包含短路 缺陷的发热区域。

在短路位置确定部13中，对由二值化图像形成部12形成的二值 化图像进行解析，根据发热区域的形状确定短路缺陷的位置。

另外，二值化图像形成部12为了使阈值与发热区域相应地最佳 化而具有：特征区域设定部14，其设定被预测为包含短路部的特征 区域；柱状图作成部15，其针对特征区域，作成亮度值的柱状图； 以及阈值变更部16，其基于柱状图的结果来变更阈值。

图3是示出由图2中示出的图像处理单元7执行的配线检查方法 的流程图。图3的配线检查方法在程序化后记录于记录介质，保存 为计算机可读取。

本发明的配线检查方法包含：发热工序21，向配线施加电压来 使短路部发热；图像取得工序22，用红外线相机拍摄在发热工序21 中发热的配线和短路部来取得红外线图像；二值化工序23，使用与 发热区域对应的阈值将红外线图像变换为二值化图像；以及位置确 定工序24，其根据二值化图像确定上述短路部的位置。

本发明的配线检查方法特别以如下为特征：在二值化工序23 中，为了使红外线图像的发热区域细线化，与发热区域对应地使阈 值最佳化来反复进行二值化处理。

下面详细地说明图3所示的配线检查方法的各工序。

发热工序21包含：步骤S1，将设置于基板构件2的周围的框体4 的端子压紧、连接到配线；以及步骤S2，从电压施加单元5经由框 体4的端子向配线、配线间施加规定的电压。施加的电压因配线、 短路部的电阻值而不同，例如为电压值=50V，施加时间=5秒。

图像取得工序22包含：步骤S3，用红外线相机等拍摄单元6拍 摄短路部发热的基板构件2来取得红外线图像；以及步骤S4，将拍 摄到的红外线图像保存于存储器等存储装置。

图4是拍摄基板构件2而得的红外线图像的一例。在基板构件2 中，形成于X方向的多个配线X和形成于Y方向的配线Y隔着绝缘体 交叉。在各交叉部位，作为未图示的开关元件而形成有例如薄膜晶 体管（TFT：Thin Film Transistor）。图4中示出在第n个配线Xn和第 m个配线Ym的交叉部产生了短路部39的事例。并且，图4（a）是在 配线间通电之前的红外线图像，图4（b）示出在在配线间通电后， 拍摄来自短路部39的发热导致产生的发热区域40而得的红外线图 像。此外，在包括图4的以后的示出红外线图像的附图中，为了便 于理解，将配线X和配线Y叠加显示于红外线图像。

如图4（b）所示，发热区域40沿着配线Xn-短路部39-配线Ym 的短路路径形成，另外，电阻值越大的部分，温度越上升，发热区 域40形成为向短路部39的周边具有相当的扩展。因此，通常进行用 于从红外线图像去除噪声成分的二值化处理。

在此，将由噪声导致的温度上升的量+Δ℃预先定为噪声的标准 偏差的常数倍，例如设为0.1～0.5℃。并且，将发热前的基板温度+Δ ℃作为初始阈值，从红外线图像变换为二值化图像来除去噪声。超 过该初始阈值的像素判断为存在有意义的温度上升。然而，该初始 阈值是比较低的值，因此，发热区域40还会扩展，而难以准确地确 定短路部39的位置，还有可能将短路部39的位置误认成相邻的交叉 部。

另外，由于受到由噪声导致的温度变化的影响，从而示出最高 温度的一个像素的位置不一定是短路部。所以，若利用比红外线图 像的最高温度稍低的二值化阈值进行二值化，则成为包含示出最高 温度的一个像素的小片区域的二值化图像。

图5是利用比最高温度稍低的二值化阈值进行二值化而得的二 值化图像。该二值化阈值例如为最高温度-Δ℃。从该二值化图像完 全失去了示出哪个配线路径发热了的信息。因此，根据该二值化图 像，难以确定短路部的位置，而且也难以确定是什么样的配线路径 发热了。

另外，短路部位有时不是产生一处，而是产生多处。在这种情 况下，若利用比红外线图像的最高温度稍低的二值化阈值进行二值 化，则出现如下问题：最高温度附近的短路部位会残留，此外的短 路部位被除去而漏掉。

这样，二值化阈值不管是设定为像发热前的基板温度+Δ℃这样 的比较低的值，还是设置为像最高温度-Δ℃这样的比较高的值，都 不适用于确定短路部39的位置。

因此，在二值化工序23中，一边使阈值最佳化一边反复进行二 值化处理，从而使包含短路部39的发热区域40细线化，容易确定短 路部39的位置。

在二值化工序23中，最开始时，作为步骤S5，使用预先设定的 初始阈值进行二值化处理。初始阈值例如是发热前的基板温度+Δ ℃。由该步骤S5除去红外线图像的背景噪声。

图6（a）是由步骤S5对图4（b）的红外线图像进行二值化处理， 变换为二值化图像后的图。在图6（a）的二值化图像中，除去了初 始阈值以下的温度区域，进行了一定程度的细线化，但还不充分。

然后，为了使包含短路部39的发热区域40进一步细线化，进行 阈值的最佳化。首先，作为步骤S6，在图6（a）的二值化图像中， 预测包含短路部39的特征区域41。此外，根据发热的程度的不同， 所预测的特征区域41的内部并不是一定包含短路部39（预测不一定 正确），但由于是中间阶段而没有问题。

在特征区域41的预测中，首先确定发热区域40的前端像素42。 如果是前端像素有多个即是线段，则只要将该线段的中点像素设为 前端像素42即可。如果不是一个线段，则只要设为多个像素的坐标 的中值即可。接着，以该前端像素42为上边的中心，将规定的大小 的矩形区域设定为特征区域41。

特征区域41的大小只要设定从发热开始到拍摄红外线图像为 止利用热传导扩展的发热区域的像素数即可。例如，特征区域41 能够设为5×5像素的正方形。

另外，也可以根据从发热开始到拍摄红外线图像为止的时间来 合适地调整特征区域41的规定的大小。即，在从发热开始到拍摄红 外线图像为止的时间较短的情况下，使特征区域41的大小变小，而 在从发热开始到拍摄红外线图像为止的时间较长的情况下，使特征 区域41的大小变大。

另外，也可以将特征区域41设为圆形。在短路部与配线部相比 发热量较大的情况下，会以短路部为中心而圆形地发热，因此优选 将特征区域41设为圆形。例如，特征区域41能够设为直径为5个像 素的圆形。

然后，作为步骤S7，使用该特征区域41的亮度值生成柱状图。 从而能够取得短路部39附近的亮度值信息。

图6（b）示出图6（a）的特征区域41的亮度值的柱状图。在步 骤S8中，求出将该柱状图的面积二等分的中值，从初始阈值变更为 作为新的阈值的该中值。

然后，作为步骤S9，使用变更后的阈值对图4（b）的红外线图 像再次进行二值化处理。

图7（a）示出使用了变更后的阈值的二值化图像。变更后的阈 值为比初始阈值更接近短路部39的温度的值，因此，阈值变更后的 二值化图像比利用初始阈值得到的二值化图像进一步细线化。由于 将中值设定为新的阈值，因此，图7（a）的特征区域41的面积在新 的二值化图像中变为一半。另外，图7（a）所示的新的发热区域40 的面积为图6（a）所示的上次的发热区域40的面积的大致一半。

即，如果图7（b）所示的特征区域41的柱状图和图6（b）所示 的发热区域40的柱状图的形状完全一致，则与一半的面积一致。但 是，柱状图完全一致是少有的，通常是大致类似的程度，因此是大 致一半的面积。这样，由于面积为大致一半，因此，阈值变更后的 二值化图像比利用初始阈值得到的二值化图像进一步细线化了。

然后，作为步骤S10，判断变更了几次阈值，将阈值变更和二 值化处理反复进行规定次数。

在阈值不到规定次数的情况下，判断为阈值的最佳化仍不充 分，回到步骤S6。在步骤S6中，与上次同样，使用图7（a）的二值 化图像，将从发热区域40的前端像素42起5×5像素的区域重新设定 为新的特征区域41，生成新的特征区域41的柱状图。若该规定次数 过多，则二值化阈值会过大，从而如图5所示的那样难以确定短路 部的位置。因此，优选根据实验调整合适的规定次数。

图7（b）是新的特征区域41的柱状图。如图7（b）所示，在新 的特征区域41的柱状图中，中值进一步向高温侧转移，示出短路部 39的亮度值信息收窄了。这样，一边在特征区域41中使短路部39 的亮度值信息收窄，一边向最佳的阈值变更，从而能够推进二值化 图像的细线化。

至少进行2次阈值的变更，从而能够细线化到能确定短路部39 的位置的程度。在使阈值的变更进行2次以上并进一步推进细线化 的情况下，也可以在中值变为比上次阈值小时，判断为已充分地细 线化而结束。

此外，能够省略生成柱状图的步骤S7。即，只要在步骤S8中根 据步骤S5所设定的特征区域的像素值直接算出中值，变更阈值即 可。

另外，将特征区域41的中值用作新的二值化阈值，但不限于此。 也能够将规定的百分位值用作新的二值化阈值。所谓百分位，是在 从较小的亮度值向较大的亮度值按顺序重新排列时，将从较小一方 开始位于100p%（0≤p≤1）处的值称为100p百分位。

例如若将75百分位值用作二值化阈值，则能够使发热区域40的 面积成为大致1/4。此外，中值是与50百分位值相同的值（p=0.5）。 通过使用p＞0.5的百分位值，有如下效果：很容易能够削减阈值变 更的规定次数，能够缩短二值化工序23的处理时间。

然而，特征区域41的像素数比发热区域40的像素数少，因此， 特征区域41的75百分位值不会与发热区域40的75百分位值完全相 同。特征区域41的75百分位值有比发热区域40的75百分位值大的风 险。因此，优选将特征区域41的中值作为新的二值化阈值。

图8是拍摄基板构件2而得的红外线图像的其它例子。发热区域 40沿着配线Xn-短路部39-配线Ym的短路路径形成，另外，电阻值 越大的部分，温度越上升而较宽地形成。图8的红外线图像的情况 与图4（b）相比，短路部39的发热量较少，短路部39的附近区域的 大小比较小。

图9（a）、图9（b）是示出细线化后的二值化图像的例子的图。 细线化后的二值化图像的形状兼顾配线电阻值和短路部的电阻值， 而成为图9（a）所示的火柴棒型的发热形状或图9（b）所示的铅笔 型的发热形状。例如，图4（b）的红外线图像为图9（a）所示的细 线化后的2值图像，图8的红外线图像为图9（b）所示的细线化后的 2值图像。由于这种发热形状的差别，短路部39的位置的确定方法 会变化。如图9（c）所示，能够通过从发热区域的前端测量水平宽 度来判断发热形状的差别。

能够使用细线化后的二值化图像，通过现有的图像处理手法来 确定短路部的位置。例如，在火柴棒型的发热形状的情况下，能够 按识别出并提取前端的圆形部分→算出重心的次序确定。另外，在 铅笔型的发热形状的情况下，还能够按二值化图像→细线化→细线 的前端像素的次序来确定。

此外，红外线相机所测定的温度受到被拍摄物的辐射率的影 响。在基板上形成有玻璃、铬、铝、铜等配线材料等辐射率不同的 物质。因此，基板上的基板温度在整个面上不是一样的。因此，为 了高精度地拍摄发热，需要消除辐射率的影响。因此，也可以检测 电压施加前后的图像，检测差值。即，按如下次序拍摄。

（1）在发热前（电压施加前）的状态下拍摄，取得第1张图像。

（2）施加电压，使得发热。

（3）拍摄，取得第2张图像。

（4）根据第2张图像，对第1张图像取得差分（对各像素的像 素值彼此取得差分），算出差分图像。

（5）对该差分图像执行二值化工序23以后的处理。

该差分图像的像素值表示由于发热而上升的温度。初始阈值只 要设为Δ℃即可。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的实施 方式，能在权利要求所示的范围内进行种种变更，适当组合在不同 实施方式中分别公开的技术方案而得到的实施方式也包含在本发 明的技术范围内。

如上所述，本发明的配线检查方法的特征在于，在二值化工序 中，根据二值化图像预测包含短路部的特征区域，将接下来的二值 化处理的阈值变更为特征区域的规定的百分位值。

另外，本发明的配线检查方法的特征在于，在特征区域的规定 的百分位值为阈值以下时，结束二值化处理的反复进行。

另外，本发明的配线检查方法的特征在于，规定的百分位值是 中值。

另外，本发明的配线检查方法的特征在于，特征区域是规定的 大小的圆形或者矩形。

工业上的可利用性

本发明在例如像用于液晶显示装置的有源矩阵基板那样形成 有多个配线的基板中，能够适合用作检测配线的短路缺陷的配线检 查方法和配线检查装置。

附图标记说明

1    检查装置

2    基板构件（基板）

3    载置台

4    框体

5    电压施加单元

6    拍摄单元

7    图像处理单元

8    控制单元

11   红外线图像形成部

12   二值化图像形成部

13   短路位置确定部

14   特征区域设定部

15   柱状图作成部

16   阈值变更部

39   短路部

X/Xn 配线

Y/Ym 配线