相移数字全息在ITO玻璃基板检测中的关键技术研究

发布时间：2020-06-28 14:28

【摘要】：随着电子产品的蓬勃发展,触摸屏,特别是电容触摸屏,迎来了其发展的黄金时期。ITO(Indium Tin Oxides,氧化铟锡)玻璃基板作为电容触摸屏的重要组成部分,其ITO线路缺陷检测直接影响电容触摸屏的质量,但随着ITO玻璃基板图案形式越来越复杂、线路越来越精细、需要检测的缺陷尺度越来越小,对透明度很高的ITO线路,难以实现对线路缺陷的有效检测。本文提出了基于相移数字全息原理,进行ITO玻璃基板线路缺陷检测的方法。采用相移数字全息对ITO线路图案进行成像,避免了传统成像检测中ITO线路必须具备一定对比度的条件,只要ITO线路与玻璃基板之间存在一定的三维形貌变化或折射率差,就能够通过相移数字全息再现物光场相位分布,通过相位分布图像,实现ITO线路的清晰成像。本文主要对相移数字全息在ITO玻璃基板线路测量中的关键技术进行了研究,重点对影响ITO线路形貌测量的误差源进行分析和试验验证,为相移数字全息在ITO玻璃基板工业大批量在线检测提供理论数据和试验支撑。主要完成的工作如下:1、调研了触控屏的发展现状,指出了触控屏快速的发展趋势以及越来越精细化的线路特性,导致了ITO玻璃基板缺陷检测需求的迫切性。调研了ITO线路检测技术的现状,分析了采用相移数字全息进行玻璃基板ITO线路缺陷检测的优势。2、详细介绍了相移数字全息中各步骤的基本原理,对当前主要的相移方式和装置进行了详细描述,分析了其相移实现的原理和全息记录采样条件。对定步长相移算法、等步长相移算法和随机步长相移算法原理进行了介绍。对相移数字全息再现中,所用的衍射理论进行了分析。3、针对偏振相移装置,建立了理论模型,分析了偏振片与激光光轴不垂直度对相移精度的影响,提出了采用自准直仪对偏振片垂直度进行标校的方法,极大地降低了偏振片在光路上的安装姿态对相移精度的影响。提出了一种利用经纬仪和平面镜,实现相移量精确控制的方法,使相移控制精度达到角秒级别。针对等步长两步相移法,提出了一种基于全息图统计信息的定步长两步法相移控制评价函数,能够使相移量精确控制到π/2。针对随机步长相移法,提出了一种无需迭代计算的相移量提取算法;4、对影响全息图干涉条纹漂移的因素进行了分析,指出了扰动因素具备周期性和连续性的特点,提出了对单像素点进行频域滤波的方法,从而消除机械振动、空气折射率变化等扰动对相移数字全息相位测量的影响,增强了相移数字全息测量对工业现场测量环境的适应性。5、在预放大全息记录模式下,针对由于聚光镜和显微物镜在光路中,使平行光波变为球面波,造成干涉场产生附加相位的问题,对聚光镜像差对附加相位的作用进行了详细分析,建立了球差与附加相位的对应理论模型,提出了利用空载时物光波相位分布,根据理论模型拟合附加相位曲面,进行数字校正的方法,并进行了试验验证,说明了采用消球差模型进行附加相位消除的有效性。6、综合本文提出的相移控制方法、全息图条纹漂移滤波方法和附加相位消除方法,搭建了ITO相移数字全息试验平台,对ITO线路进行了全息测量,将再现的物光场相位分布图像与传统激光照明成像进行了对比,说明了数字全息在ITO线路缺陷测量中的有效性、优越性。7、对相移数字全息相位测量影响的几项重要误差源进行了分析,包括相移误差、振动误差、探测器非线性误差和光源不稳定性误差,对其影响机理和表现形式进行了描述。根据本文的具体试验条件,估计了误差源大小,并针对每种误差源,推导了具体的误差理论模型,预估了各误差源对物光波相位测量的影响。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ171.7;TN26
【图文】：

线路图,检测方式

（c）涡流检测图 3 通电检测方式接触式检测方法具有操作简单、检测速度快的优点。使用时，通组与 ITO 线路连接点接触，这时集成电路判读 ITO 通断状态但是，ITO 线路越复杂，探针就越多，将多达几千根甚至更多在一个有限大小的模具上，是一个难点，尤其是随着 ITO 玻度越来越高的发展趋势，这种模具的制造难度也大大增加，甚，一种模具针对一种图案的 ITO 线路，由于当前 ITO 线路图型号的 ITO 电路，需要配备不同的电子探针模具，不同型号

自动光学检测,实物,设备

单、直观的方法。但这种方法在检测过程中，需低，劳动强度大，稳定性低，虽然随着 CMOS已经发展为通过高倍显微镜进行电子成像，在计测，降低了人眼劳动强度，但仍得不到根本的产检测。但是，在一些中小企业中，由于产量不。即使在一些大型厂家，人工显微镜检测的方检测的重要手段。测测设备（AOI）的实物图如图 4 所示，主要包括阵列、计算机和相应的判读软件，该设备通过扫现对被测 ITO 玻璃基板的扫描成像，再对显微像处理，自动判别 ITO 线路是否包含缺陷，以

【参考文献】