TWI270670B - Lighting apparatus for inspecting substrate - Google Patents

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1270670 案號 92124874 曰 修正 五、發明說明（1) 【發明所屬之 本發明是 度基板上以藉 【先前技術】 藉由肉眼 片、L C D基板 上的灰塵或汗 一光檢測裝置 反射的光線以 傳統的光 鏡(Fresnel 導至基板以均 請參閱曰 報，其揭露了 此方法係利用 表面所反射回 技術領域 種光檢測裝置，用以導入光線至大尺 由肉眼檢測基板的瑕疵。 有關一 檢視的 • PDP 基 點）， 發出光 檢測基 檢測裝 lens) 勻照亮 本特許 一個檢 投射光 來的光 請參考第一圖所 測裝置局部示意圖， 微鏡，由一接物鏡、 如第一圖所示， 一反射鏡1 2以反射光 1 3以將自反射鏡1 2所 線，一下菲涅爾透鏡 光線至平台2 0上的基 視覺檢測法一般是用於檢測半導體晶 板或EL基板上的瑕疵（如殘留在基板 而為了要便利肉眼檢測，通常係利用 線以均勻照亮整個基板，並利用基板 板上疋否有汗點或瑕疲。 置係透過一光源發出光線至菲涅爾透 ’藉由菲涅爾透鏡聚焦後，再將光線 基板。 公開字號第2 0 0 0 - 1 3 1 2 2 6號之專利公 測PDP背面螢光劑塗佈狀態的方法， 線至欲檢測物體的表面，再藉由量測 線之強度變化以對其表面進行檢測。 示 係為一傳統用於檢測基板的光檢 此光撿測裝置的主要原理係類似一顯 一鏡道及一接目鏡所構成。 此用於檢測基板的光檢測裝置包括有 源1 1所發出的光線，一上菲涅爾透鏡 反射出的發散光線會聚為平行的光 1 4以會聚穿過上菲涅爾透鏡i 3的平行 板1 0，以及一設於下菲涅爾透鏡1 4的

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案號 92124874 五、發明說明（2) 液晶面板1 5，此液晶面板1 5可藉由電六似— 不透明狀態以產生直行光或散射光。力仏應轉換為透明或 此上菲淫爾透鏡13的功用係如顯微鏡的 =爾透鏡14的功用則如顯微鏡的接物鏡，此外、兄上:: 爾透鏡1 3及下菲涅爾透鏡1 4間的空間則 非& 道。 Ί則可視作顯微鏡的鏡 此傳統的基板光檢測裝置，係自弁 線，並透過反射鏡1 2反射至上菲涅爾透鏡丨3 : ^政的光 ;圼爾透鏡13將光線會聚為平行的光線，然後再藉=亡： 爾透鏡1 4將光線再會聚到平台2 0上的基板i 〇。 9 非& 從而，透過將基板10自焦點綢勻照亮 1 0上的瑕疵。 」找出基板 οί =下菲淫爾透鏡14底部的液晶面板15,係可藉由 電力的ί、應控制轉換為透明或不透明狀態，例如當控制+ η=關16關閉以士刀斷電'也17供應'電力s夺，液“ 、^線7散射而不會照亮基板1〇,反之當開關16開啟 以又付包/所供應的電力時，液晶面板即會傳送光線以 照亮基板10，而此種配置模式即在於確保只有當使用者在 檢測基板1 0時，光線才會照亮基板1 〇。 一然而，隨著平面顯示器（如LCD、pDp)的螢幕尺寸愈 來愈大以及晝素尺寸愈來愈小，要製作一個毫無瑕疵的產 品也愈來愈難，此外要同時用光線照亮整個基板也愈加困 難。 舉例來說’吾人可在不移動光檢測裝置的情況下，利

第8頁 t號 92124874 五、發明說明（3)

jpQ —光檢測裝置照亮一長寬3 7 0mnix 4 7 Omm的LCD基板（如第 2B圖所示），但是若基板的長寬變為n〇〇mmx 125〇mm B寸’則用傳統的方法即很難進行量測。 通常一光檢測裝置可檢測的基板寬度係介於4 0 0mm至 5 〇 之間，所以在進行大尺度基板的表面檢測時，可藉 由移動一光檢測裝置作上下左右方向的位移（如第3A、3B 圖所不），或是藉由移動兩個光檢測裝置作上下方向的位 移（如第4A、4B圖所示）來進行檢測。 、 在利用一個光檢測裝置以檢測基板時，為了要提高檢 1的精確度，通常每移動光檢測裝置作上下左右方向位移 時’即調整光線的入射角、反射角、波長、強度、散射情 況及極化方向以最佳化受測物體的光學情況。 然而，傳統的基板光檢測裝置卻存有下列的缺失： ^ 、（ 一）、首先，如第3A、3B圖所示藉由上下左右位移 光檢測裝置以檢測大尺寸基板的方法，由於光檢測裝置一 次只能照亮基板的部分區域，往往拉長了大尺寸基板的檢 =時間，並由於基板係切割為多個區域依序進行檢測，不

降低了檢測的精準度。而且，在操作此種方法（如第3A ，所示，）時，使用者需隨著焦點從‘ s，變換到‘ s，，而跟著 作移動。 、目t (二）、在第4A、4B圖中所示的利用一個以上的光檢 置以檢測大面積基板的方法雖可有效解決在第3Α、3β :所存在的時間及空間上的問冑’但是在兩個光檢測裝 "P存在有個光線未此照射到的黑暗區土或，使得此黑

第9頁 1270670 修正 f號 92124874 五、發明說明（4) 暗區域成為檢測上的盲點。 (三）、此種利用一個以上的光檢測裝置以檢測大面 積尺寸基板的方法，在二光檢測裝置作左右平向位移（如 第3A、3B圖所示）或作上下垂直位移（如第4Α、4β圖所 示）時，使用者的焦點往往須依據基板的位置從‘ s，位 到 ‘ s， ， 〇 【發明内容】 有鑑於上述習知技術所產生之問題，本發明之主要目 的在於提供一種基板的光檢測裝置，藉以解決前述傳統技 術所造成的缺失與限制。 本舍明之第一目的在於提供一種基板之光檢測裝置， 此光檢測裝置可提供最佳的光學效益以檢測大尺寸的基 板0 本赉明之第二目的在於提供一種基板之光檢測裝置， 使使用者在不需位移焦點的情況下，即可檢測基板上的污 點及瑕疵。 本發明之第四目的在於提供一種基板之光檢測裝置， 可在不降低生產量的情況下增加基板的照亮面積，從而生 產出可靠的高品質基板。 ' 為達上述之目的，本發明之基板光檢測裝置係包括有 複數個反射鏡以反射自複數個光源所發出的光線，以及一 透鏡以將自反射鏡所反射出的光線聚焦至一隹 '古一 平台上的基板。 ，、、、·，、、亚a冗一 此外，聚焦並照亮基板的光線係於各相鄰光線之間部

1270670 _案號92124874_年月曰 修正_ 五、發明說明（5) 分重疊。 另外，光檢測裝置係透過位移至少一反射鏡及透鏡以 調整自光源所發出光線的入射角或反射角，從而將光線聚 焦在一焦點。

本發明基板光檢測裝置的第二實施例係包括有一反射 鏡以反射自一光源所發出的光線，且此光源係在一曲面上 作上下左右至少一方向的位移，以及一透鏡以將自反射鏡 所反射出的光線聚焦至一焦點並照亮一平台上的基板。 此外，此光檢測裝置至少包括有一光源、一反射鏡及一透 鏡。 本發明基板光檢測裝置的第三實施例係包括有複數個 反射鏡以反射自複數個光源所發出的光線，且光源係在一 曲面上作上下左右至少一方向的位移，以及一透鏡以將自 反射鏡所反射的光線進行相鄰光線的部分重疊，並將光線 聚焦至一焦點以照亮一平台上的基板。

而透鏡係包括有一上透鏡以將自反射鏡所反射出的光 線會聚為平行光；一下透鏡以將穿過上透鏡的平行光聚焦 至一焦點並照亮基板；以及一液晶面板以連接至下透鏡， 藉由控制電力供應可轉換液晶面板為透明狀態或不透明狀 態並從而產生直行光線或散射光線。 本發明的光檢測裝置更包括有一電連接至液晶面板之 電池，藉由此電池以供應電力至液晶面板，以及一開關， 藉由開啟或關閉電池的電力供應以控制液晶面板。 為使對本發明的目的、構造特徵及其功能有進一步的

第11頁 1270670 案號 92124874 五、發明說明（6) 了解，茲配合圖示詳細說明如下： 【實施方式】 個光檢測裝置 「第5 A、5 B圖」所示為本發明僅 以進行基板檢測之第一實施例示意圖 如「第5A圖」所示，此基板光檢測裝置係包括有一反 射鏡1 2 0以反射自光源1 1 〇發出之反射光，此光^係可在一 曲面上作上下左右方向的位移；以及一菲涅爾透'鏡2〇〇， 以將自反射鏡1 20反射的發散光線聚焦在—焦點？上，並照 亮平台上的基板3 0 0。 ' _ ...... #、如第5Β圖所示，自反射鏡120反射的發散光線係透過 非〉圼爾透鏡2 0 0聚焦到基板3 0 0上，且照射到基板3 〇 〇上的 光線可藉由移動光檢測裝置而作上下左右方向的位移。 光檢測裝置可藉由移動光源在曲面上作上下左^方向 的位移而將光線聚焦在一焦點ρ，以利使用者在不兩動 焦點的情況下在一固定焦點§檢測基板。 而夕 一立「第6Α、6Β圖」所示為本發明之基板光檢測裝置結構 :意^及本發明利用複數個光檢測裝置以進行基板檢測之 弟-貫施例不意圖。 、 如「第6Α圖」所示，此基板光檢測裝置包括有複數個 個=鏡1 2〇以反射自複數個光源11 0發出之反射光，此複數 個^源110係可在-曲面上作上下左右方向的位移 =數個菲淫爾透鏡2 0 0,以將自反射 〇反 聚焦在：焦點吐一’並照亮平台上的基板3。。。政先線 如弟圖所不，自反射鏡1 2 0反射的發散光線係透過

案號 92] 24只74 1270670

五、發明說明（7) ^ ^~§-隻I 菲淫爾透鏡2 0 0聚焦到基板3〇〇上 m上的光線可藉由移動光檢„大面積，且^射到基板 位移。 夏向作上下左右方向的 藉由此複數個光檢測裝置即可昭真一 使得吾人僅需移動光檢測裝置 :a 基板， …、儿王個基板，且光檢測裝置在 兄刀 時可將光線聚焦在一焦點p。 上作上下方向的位移 當光檢測裝置在曲面上位移 聚焦到基板300的光線係作上下左透過非還爾透鏡200 一隹卧P ^ ^ 卜左右方向的位移以聚舞到 焦點P ’亚使使用者不需位移隹 A 、、、 測基板。 .’、、、.，、、έ即可在一固定焦點S檢 干立H f二：圖」所不為本發明之基板光檢測裝置結構 及本發明利用複數個光檢測裝置以進行基 ： 弟二貫施例示意圖，置中在筐 、彳之 口 ，、T在如乐6圖所不的多光檢測裴置 ::f相象光檢測裝置間的黑暗區域（如第6圖所 示）係予縮小以均勻照亮大尺寸的基板。 W ^ ^ Μ圖」所*，此基板光檢測裝置包括有複數個 反射鏡1 以分別反射自複數個光源丨丨〇所發出的光線；以 及複數個菲涅爾透鏡2〇〇以將自反射鏡12〇反射的發散光線 中，j鄰的光線作局部重疊，並將發散光線聚焦在焦點p 以照亮平台上的基板3 〇 〇。 如第Μ圖所示，在此實施例中照射到基板3 〇 〇的相鄰 發散^線係在第一菲涅爾透鏡2 〇 〇及第二菲涅爾透鏡2 〇 〇 (相W於第一菲涅爾透鏡）之間局部重疊，從而消除原本

第13頁 1270670 __案號 92124874 # ^ s | 正_ 五、發明說明（8) 存在於複數個菲涅爾透鏡2 〇 〇間的黑暗區域。 此複數個光檢測裝置為了要將各入射到複數個菲涅爾 透鏡2 0 0的發散光線聚焦至一焦點係設置於一曲面上，且 各個光檢測裝置係分別包括有一光源1丨0、一反射鏡1 2 〇以 及一菲涅爾透鏡2 0 0。此外，至少移動反射鏡1 2 0或菲涅爾 透鏡2 0 0的位置以改變自光源發出光線的入射角或反射角 以局部重疊相鄰的發散光線。 ^ 如第8圖所示，此複數個菲涅爾透鏡2 0 0係包括有一上 菲 >圼爾透鏡2 0 1以將發散光線會聚為平行光線；一下菲涅 爾透鏡2 0 3以會聚自上菲涅爾透鏡2〇1所發出的平行光，並 從而照+亮基板3 0 0; —連接至下菲淫爾透鏡2〇3的液晶面板 =0 5以/藉由電力的控制而改變其本身透明或不透明的狀 ς ^而產生直線的光線或散射的光線；一控制液晶面板 扯^ +開關4 〇 〇，以及一電池5 〇 〇，係透過開關4 0 0的控制來 供應電力至液晶面板2 0 5。 本發明基板之光檢測裝置的操作方式將配合圖示說明 =考「第5Α、5Β圖所示」’在此實施例中僅應用一 置自f源110所發出的光線係為發散，並藉 由反射鏡120將光線反射至菲涅爾透鏡2〇〇。 2 〇 i /Λ鏡1 2 〇所反射出的發散光線係藉由上菲淫爾透鏡 z U i曰聚為平行光線，再藉由 平台上的基板3 0 0。 下非&爾透鏡203會聚並照亮 因此，藉由移動光檢測裝置在曲面上作上下左右方向

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畫號 92124S74 五、發明說明（9) 的位移’即可透過光檢測裝 ^ 裝置在曲面上位移s寺，使用去：：整個基板，而當光檢測 在一固定點S透過自隹點p# f β不移動焦點的情況下， 此外，藉由開關…二 鏡2 0 3的液晶顯示面板2 0 5電力應至位於下菲淫爾透 透明或不透明狀態，並從而晶顯示面板205的 時，才會有光線照射到基板 有虽使用者在檢測基板 也說當開關40 0切斷自電池5〇〇的電力供應時，液 晶面板2 0 5即會將光線散射 μ 曰/ η _从ώ + L f 乂避免照射到基板3 0 0，而當開 關4 0 0開啟自電池5 0 0的電力供座 ,.^ 。Λ c、，α77 一 刀供應時，光線材可以穿過液晶 面板2 0 5亚照允基板3 0 0。 移動光檢測裝置在曲面上作上下左右方向位移時，即 调整光線的入射角、反射备 ,in 月 汉耵角、波長、強度、散射及極化方 向以在隶佳化的光學情況下檢測基板。 福I f者，請參考「第6A、6B、7A、7_所示」，係應用 為了說明上的方便，係假定兩光 Λ、、兩反射鏡及兩菲涅爾透鏡係完全相同。 — 自> 第一光源11 0及第二光源1 2 0發射出發散的光線，並 错=第一反射鏡1 3 0及第二反射鏡1 4 〇的反射，將光線反射 至第一菲涅爾透鏡20 0及第二菲涅爾透鏡210。 第一及第二反射鏡1 3 〇、1 4 0所反射的發散光線，係透 過第一及第二菲涅爾透鏡200、210的上菲涅爾透鏡201會 +為平行光，並再透過下菲涅爾透鏡2 0 3會聚並照亮基板 1 0 〇 〇

第15頁 1270670 案號92124874 年 月 曰 修正 五、發明說明（10) 在此實施例中，為防止相鄰菲涅爾透鏡2 0 0、2 1 0之間 形成黑暗區域，穿過第一菲涅爾透鏡2 0 0及第二菲涅爾透 鏡2 1 0 (相鄰於第一菲涅爾透鏡2 0 0)的發散光線係部份重 疊後再照射至基板1 0 0。 光檢測裝置藉由在曲面上作上下移動以照亮整個基板 表面，並將光線聚焦在一焦點P，則使用者可藉由反射光 在不移動焦點的情況下，以一固定焦點S來觀測基板。

此外，藉由開關3 0 0控制電力供應至位於下菲涅爾透 鏡2 0 3的液晶顯示面板2 0 5，即可控制液晶顯示面板2 0 5的 透明或不透明狀態，並從而控制只有當使用者在檢測基板 時，才會有光線照射到基板。 當開關3 0 0切斷自電池4 0 0的電力供應時，液晶面板 2 0 5即會將光線散射以避免照射到基板3 0 0，而當開關3 0 0 開啟自電池4 0 0的電力供應時，光線才可以穿過液晶面板 2 0 5並照亮基板1 0 0。 移動光檢測裝置在曲面上作上下方向位移時，即調整 光線的入射角、反射角、波長、強度、散射及極化方向以 在最佳化的光學情況下檢測基板，即可將整個基板照亮以 檢測汙點及瑕疵。

綜上所述，本發明的光檢測裝置實具有下述的優點： (一） 、利用複數個光源以照亮大尺寸面積的基板可 簡化光檢測裝置的位移系統，並讓使用者可在不移動焦點 的情況下，以一固定焦點檢測基板表面。 (二） 、應用複數個光檢測裝置以抑制照亮的基板上

第16頁 1270670 _案號92124874_年月曰 修正_ 五、發明說明（11) 黑暗區域的存在，可增加大尺寸基板檢測的可靠度，並在 不降低產能的情況下增加產品的品質及良率。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明的實施範圍，任何熟習相像技藝者，在不 脫離本發明之精神和申請專利範圍内所作的均等變化及修 飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋，因此本發明之專利保護 範圍需視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

第17頁 1270670 案號 92124874 年月曰 修正 圖式簡單說明 第1圖，係為一傳統用於檢測基板的光檢測裝置局部 示意圖； 第2 A、2 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第一實施例結構示意圖； 第3 A、3 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第二實施例結構示意圖； 第4 A、4 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第三實施例結構示意圖； 第5 A、5 B圖，係為本發明基板光檢測裝置的第一 實施例示意圖； 第6 A、6 B圖，係為本發明基板光檢測裝置的第二 實施例示意圖； 第7 A、7 B圖，係為本發明基板光檢測裝置的第三 貫施例不意圖，以及 第8圖，係為本發明基板光檢測裝置内菲涅爾透鏡的 較佳實施例示意圖。 【圖式符號說明】 1 0、3 0 0 基板 11、 110 光源 12、 12〇、130、140 反射鏡 13、 14、2〇〇、201、 2 0 3 、2 1〇 菲涅爾透鏡 1 5 、2 0 5 液晶面板 1 6 、4 0 0 開關

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Claims (1)

1270670 案號 92124874 r 六、申請專利範圍 1 、一種基板之光檢測 複數個反射鏡 所發出的光線，且該光 一方向的位移；以及 一透鏡，係用 線聚焦至一焦點，並照 其中該透鏡包 會聚為平行光 光聚焦至一焦 之液晶面板， 明狀態或不透 〇 請專利範圍第 焦並照亮基板 出的 鏡的 該下 面板 散射 2、 其中 分重3、 其中 以調 將該4、 其中 光線 平行 透鏡 為透 光線 如申 該聚 疊。 如申 該光 整自 光線 如申 請專 檢測 該等 聚焦 請專 源所 利範 裝置 光源 在一 利範 該光源所發出 5、一種基板之光 一反射鏡 線，且該光源係在 圍第 係透 所發 焦點 圍第 的光 檢測 ，係 一曲 裝置，其包括有： ，係分別用以反射自複數個光源 源係在一曲面上作上下左右至少 以將自該等反射鏡所反射出的光 亮一平台上的基板； 括有一用以將自該反射鏡所反射 之上透鏡、一用以將穿過該上透 點並照亮該基板、以及一連接至 藉由控制電力供應可轉換該液晶 明狀態，並從而產生直行光線或 1項所述之基板之光檢測裝置， 的光線係於各該相鄰光線之間部 1項所述之基板之光檢測裝置， 過位移至少一該反射鏡及該透鏡 出光線的入射角或反射角，從而 〇 1項所述之基板之光檢測裝置， 線係為發散光線。 裝置，其包括有： 用以反射自一光源所發出的光 面上作上下左右至少一方向的位

第20頁 1270670 案號 92124874 A_ 修正 六、申請專利範圍 移；以及 聚焦6、 其中 鏡。 7、 其中 作上8、 其中 至一焦點 如申請專 該光檢測 一透鏡，係用 ，並照亮 利範圍第 裝置至少 以將自該反射鏡所反射出的光線 一平台上的基板。 5項所述之基板之光檢測裝置， 包括有一光源 反射鏡及一透 如申請專利範圍第 該照亮基板之光線 下左右方向的位移 如申請專利範圍第 該光源所發出的光 如申請專利範圍第 該透鏡包括有： 透鏡，係 光； 透鏡，係 照亮該基 一液晶面板， 該液晶面 光線或散 其中 線會聚為平行 一上 一下 焦至一焦點並 力供 從而10 裝置 該電 啟或 應可 產生 、如 ，其 池以 關閉 轉換 直行 申請專利範圍 中更包括一電 供應 該電 電力至該 池的電力 5項所述之基板之光檢測裝置， 係隨著該光源在該曲面上位移而 0 5項所述之基板之光檢測裝置， 線係為發散光線。 5項所述之基板之光檢測裝置， 用以將自該反射鏡所反射出的光 用以將穿過該上透鏡的平行光聚 板；以及 係連接至該下透鏡，藉由控制電 板為透明狀態或不透明狀態，並 射光線。 第1或9項所述之基板之光檢測 連接至該液晶面板之電池’精由 液晶面板’以及一開關’错由開 供應以控制該液晶面板。

第21頁 1270670 案號 92124874 曰 修正 六、申請專利範圍 1 、一 所發 -方 行相 亮一 1 2 置， 等光 相鄰.3 置， 的光14 置， 波長 性0 出的 向的 鄰光 平台 、如 其中 源所 的光 、如 其中 線作 、如 其中 、強 種基 複數 光線 位移 一透 線的 上的 申請 藉由 發出 線部 申請 藉由 上下 申請 藉由 度、 板之 個反 ，且 ;以 鏡， 部分 基板 專利 位移 至少 份重 專利 該等 方向 專利 調整 散射 光檢測 射鏡， 該光源 及 係用以 重疊， 裝置，其包括有： 係分別用以反射自複數個光源 係在一曲面上作上下左右至少 將自該反射鏡所反射的光線進 並將該光線聚焦至一焦點以照 範圍第1 1項所述之基板之光檢測裝 至少一該反射鏡或該透鏡以調整自該 一光線的入射角及反射角，從而將該 疊。 範圍第 光源在 的位移 範圍第 該照亮 以及極 1 1項所述之基板之光檢測裝 該曲面上位移以將該照亮基板 0 1 1項所述之基板之光檢測裝 基板光線的入射角、反射角、 化方向，即可增加檢測的準確

第22頁 1270670 案號 92124874 曰 修正 六、指定代表圖 (一） 、本案代表圖為：第„_5Α_____圖 (二） 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明 3 0 0 基 板 1 1 〇 光 源 1 2 〇 反 射 鏡 2 0 0 菲 涅 爾透鏡 Ρ 焦 點

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