如何使用成像色度计提高OLED显示器产能

 

OLED（有机发光二极管）将成为平板显示器市场上的新一波技术浪潮。这是一个令人兴奋的消息，因为OLED显示器承诺能够改进智能手机和大屏幕电视机的显示器外观，而且成本和功耗要比其他显示器技术更低。OLED具有优异的对比度和更清晰的图像，其中，黑色会更黑，彩色会更加鲜艳。由于无需背光，因此可使显示器更薄、更轻，功耗更少。此外，OLED还可以显著提高响应速度，相比现有技术，将可以快大约1000倍，从而几乎消除了快速移动和3D视频可能产生的模糊。
 

在OLED制造商致力于推出商业上可行的基于OLED产品的过程中，由于制造产量问题而导致的高昂成本一直阻碍着OLED技术的广泛采用，这在大屏幕应用领域最为显著，因为它们会推高最终客户价格。智能手机市场是OLED技术迄今为止最成功的应用领域，并且将可能成为推动OLED在其他应用领域长期采用的催化剂。

对于大屏幕OLED电视机而言，虽然短期市场规模较小，但据NPD显示器调查机构（NPD Display Search）的分析师预测，到2016年，出货量将超出电视机市场3%的渗透率1. 制造商们已经发现，大屏幕OLED显示器很难实现一致的画面质量，从而导致产量较低。这影响了可行的市场进入时机，并推高了大屏幕OLED电视机的零售价格。当前大屏幕OLED电视机的价格都在10K美元以上，导致只有富裕的赶时髦者才对它们感兴趣；要让市场大量采用和更换现有技术，还需要将零售价格大幅度降低才行。

 

OLED制造挑战

无论显示器的尺寸如何，OLED技术在制造过程中都面临一些独特的挑战:
 

线Mura

在OLED制造过程中，材料经过沉积后，形成单个子像素。如果该过程未能做到完全均匀，最终结果可能是产生线Mura，其会在OLED显示器中产生界限清晰的水平和/或垂直方向的线条。

 

未经校正的OLED显示器线Mura.

子像素亮度性能

OLED使用有机发光半导体材料，这指的是其在接通电流后会发光。正因为如此，OLED显示器无需背光。OLED显示器像素由红色、绿色和蓝色子像素组成。每个子像素的输出是单独控制的。一个像素级的亮度（照度）和色彩由子像素输出的组合决定。由于生产差异的存在，在相同色彩的子像素填充显示器的整个过程中，即使是相同的电信号输入，也可能会出现亮度差异。这会导致各像素之间存在亮度差异。

 

 

子像素组合在一起形成具有不同色彩和亮度的像素.

OLED显示器中的这种子像素级差异性会导致不同于LCD显示器的性能问题。在LCD面板中，相邻像素通常具有相同的亮度，因为LCD显示器使用的是共同的背光，其可确保相邻像素的亮度非常均匀。

显示器色彩不均匀性

OLED显示器子像素亮度水平不一致所产生的另一个影响是降低色彩精度，并导致整个显示器上色彩的不均匀性。为实现精确且均匀的色彩，每一个子像素的亮度都必须保持在严格的界限以内。而现实情况是，即使是在高度控制的制造过程中，OLED显示器中的子像素在亮度水平上也存在显著的差异。如果这些差异未得到校正，整个显示器上将缺乏色彩均匀性，这会导致画面质量降低到可能无法接受的水平，进而使产量降低。

 

 

理想的“白色”像素（未经校正的“白色”画面）/ 绿色OLED亮度过低，仅为10%

未经校正的亮度水平会导致整个OLED显示器上出现色彩不均匀性.

成像色度计在OLED显示器制造领域的应用

实践已经证明，基于成像色度计的测试系统能够成功提高LCD显示器和LED显示屏的质量，并降低生产成本。测试应用涵盖智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视机和数字广告牌。这些经过广泛验证的技术可轻松适应OLED显示器生产测试的需求。
 

这类系统的两个关键组件如下：

1. 成像色度计，其可对显示器的视觉性能进行精确的测量，并且严格匹配人类对亮度、色彩和空间（或角度）关系的感知。高性能成像色度计可以精确地测量OLED显示器中单个子像素的亮度（照度）以及总体显示均匀性。

2. 测试执行和分析软件——生产线图像分析软件，用于识别缺陷和质量问题，量化缺陷和问题的大小，并评估测量，以作出通过/未通过决策。该软件还可包含显示器性能校正方法，这些方法可经过调整，以识别并校正OLED显示器特有的质量差异。

提高交付质量，进而提升客户体验
 

在典型的制造过程中，显示器视觉性能通常由人工检测员测试，这会导致所交付产品的质量存在较大的差异。随着OLED显示屏图像质量的提高，这将成为一个更为显著的问题。人工检测员无法以一致且可重复的方式评估高对比度、高分辨率显示器的显示质量。

使用成像色度计进行自动化视觉检测（AVI）对质量具有以下多种益处，进而可提升最终客户体验：

提高不同生产线和不同位置测试应用的一致性，因为所有系统都将共享相同的校准和测试定义

• 对缺陷进行量化评估，将合格产品与不合格产品精确区分开来
• 提高测试速度，这使制造商在相同的时间间隔内能够运行更多的测试，确保更仔细地进行评估，并提高所交付产品的质量
• 同时评估整体显示质量（比如均匀性和色彩精度）和细微（比如像素和子像素级）缺陷

当应用于OLED显示器测试时，基于成像色度计的AVI可简化测试，同时提高所交付产品的质量。

校正OLED显示器，进而提高产量

随着OLED显示器尺寸的增加，产量会大幅度下降，而每个组件的成本则会显著增加。现在，制造商进行校正或电子补偿以提高显示图像质量变得可行了。概念很简单：通过将输入修改为单个子像素，可以使已知较暗的子像素变亮，从而提高亮度均匀性，并校正整个OLED显示器的色彩。

要对OLED显示器进行电子补偿，首先需要具备能够精确控制单个子像素亮度并能够基于一套特定像素的校正因子对其进行调整的显示器内置电子装置；其次需要一个能够精确测量单个子像素亮度和色彩并计算每个子像素的特定校正因子的系统。这种方法已经广泛用于由单个LED组成的LED显示屏，现在，该技术已经过调整，可应用于OLED平板显示器。

 

 

 

一台成像色度计用于测量OLED显示器上每个子像素的亮度和色彩.

当OLED显示器完全装配好后，将会显示测试图像。这些图像有助于计算测量和校正值。举例来说，一个所有绿色子像素均已开启的“绿色屏幕”可用作样本图像，成像色度计可测量并记录每个绿色子像素的亮度。所有主要颜色（通常为白色）均会重复此过程。这些数据可以在普通的OLED显示器质量测试过程中收集。

当这些值均获知之后，则可以计算特定的校正因子，并将其应用到每个子像素的电子输入，以确保亮度精确，并且在整个显示器上保持均匀。当我们将该校正图应用到OLED显示器成品后，色彩和亮度的精确性和均匀性将会有显著的改进。综合效果是，在未进行电子补偿的情况下，未能通过质量检测的OLED显示器现在将能够通过质量检测，从而提高产量。

1 参考链接 : http://www.dolcera.com/wiki/index.php?title=OLED_Mobile_ Phones_Market_Research_and_Analysis_Report