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今年,Mini LED格外受到關注,熱度不斷攀升。4月,蘋果發布搭載Mini LED背光的新款iPad Pro;7月29日,三星首款Mini LED背光電競顯示器發布;創維、LG、TCL等廠商也相繼發布了多款Mini LED電視。
作為新一代顯示和背光技術的代表,Mini LED正式進入商業化元年!
面對比傳統液晶顯示更復雜的制程工藝,MiniLED是如何保障品質的呢?
Mini LED,又名次毫米發光二極管,是指晶粒尺寸約在50-200μm的LED。
隨著工業4.0時代的到來,互聯網+、物聯網、人工智能、虛擬現實及增強顯示等新技術飛速發展,市場對超高清、高動態、高對比度的高端顯示需求愈發強烈。和傳統LED背光相比,Mini LED 背光不僅具有功耗低、壽命高、亮度高等優勢,其“多區背光調控”功能還可以實現分區調光、強化畫面高對比度和高解析度,達到與OLED顯示器相近的高動態(HDR)效果。此外miniLED的金屬半導體相對于OLED的有機物發光組件壽命更長,而且不會發生燒屏的現實問題。
與傳統小間距LED相比,Mini LED芯片尺寸更小(約100μm),單位面積里有更多燈珠。如最新發布的智慧屏V75 Super在 75寸的屏幕下放置了高達46080顆Mini LED芯片,并且達到3000nits的超高HDR峰值亮度。
面對比傳統液晶顯示更復雜的制程工藝,如基板制造、焊錫材料處理、芯片轉移、固晶等較為復雜的技術問題。為了保證出貨品質,缺陷檢測技術在Mini LED多個工藝制成中發揮著極其重要的作用。
Mini LED產品在生產過程關鍵工藝是將LED燈珠轉移到PCB板或玻璃基板,因此,基板來料外觀檢查、保護膜涂覆后檢查、測量、3D 錫膏檢查、焊劑檢查、虛焊檢查、產品外觀檢查、燈珠缺陷、亮度均勻性、色度準確性,以及燈珠區域控制準確性都關系到背光產品的品質。
當前市場對Mini LED背光產品需求多集中在中大尺寸,中大尺寸背光基板尺寸大、燈珠數量多、工藝復雜度高,人工目視檢測已不能滿足現有檢測需求,缺陷檢測自動化設備可以很好的解決這個問題。
讓亮的更亮,讓暗的更暗。對于HDR,最重要的是對比度。液晶電視能表現的最低亮度為0.1nits,最亮為500到1000nits之間,對比度一般只有5000比1,而市面上已經在售的MiniLED產品,對比度已經達百萬級甚至千萬級對比度!
面對數倍于傳統液晶顯示器亮度的Mini LED亮度檢測,需要采用具有科學級芯片的深度制冷相機,該相機具有超高分辨率、高靈敏度、 高信噪比和高動態范圍,搭配使用不同層級的中性密度衰減片并采用多次曝光技術,可以適應0.05-10000nits的背景亮度產品的檢查。
在貼合熒光膜、增透膜、擴散膜后,為保證Mini LED背光亮度、色度的均勻性,需要對整個發光面進行均勻性測量,傳統的點式色度測量方式無法滿足需求。
▲Mini LED背光與傳統背光對比圖
為了使色度檢測結果與人對色斑顏色的主觀感覺相一致,需要用符合CIE1931色度標準的面陣成像色度計對其進行檢測,亮度測量精度達到±3%以內,色度測量精度達到±0.003。
Mini LED相較于常規顯示屏(LCD/OLED),在成像上存在較大差異,具體表現為大片黑色背景下,規則排布的LED顆粒,顆粒與顆粒之間存在遠大于顆粒尺度本身的間距。因此無法使用傳統顯示屏檢測的方法直接提取顯示區域進行檢測。Mini LED產品檢測基準相較于傳統顯示屏也存在差異。
基于光學對整個顯示基板成像,主要有以下檢測要求:
a、顆粒全亮:檢測顆粒不亮、顆粒弱亮/爆亮。
對顆粒全部點亮時,拍攝整個顯示基板,要求準確提取每個LED的亮度,若單顆LED、單區(例如3*3為一個區塊)的亮度超過正常范圍,比如過亮或者過暗,則屬于異常。
b、正反棋盤格:檢測顆粒不亮、顆粒弱亮/爆亮、格子顯示異常(顯示偏移)。
c、全黑畫面:顆粒全黑,檢測顆粒弱亮、閃爍。
d、所有顆粒全亮+覆膜:檢測亮度均勻性和波動率是否符合檢測規格。
以9點檢測基準為例,對基板上選定特定范圍的一系列點,提取每個點的亮度信息,然后代入公式得出均一性與波動率。
亮度均勻性:
?Y=9點亮度最小值/9點亮度最大值
亮度波動:
1-avg[MIN(P1,P3)/MAX(P1,P3),
MIN(P4,P6)/MAX(P4,P6),
MIN(P7,P9)/MAX(P7,P9)]
隨著Mini LED背光出貨量不斷提升,檢測需求也不斷增加,凌云光以市場需求為導向,堅持自主研發,不斷加強關鍵核心技術攻關,積極投身Mini LED背光檢測和Mini LED直顯檢測相關技術研究。經過公司研發團隊的努力,凌云光首臺Mini LED 背光檢測設備成功通過客戶廠驗,順利進入到客戶端工廠使用。
凌云光Mini LED 檢測設備是集成 AOI、ET、Auto label,OQA等功能整體解決方案。設備包含上料、主檢、電測站點、品質抽檢等單元。核心單元可對全亮、全黑、灰階、奇偶棋盤格、10% Peek窗口、低電流等畫面中的各種點、線、 Mura(色斑)、顆粒不亮、顆粒弱亮、爆亮、棋盤格顯示異常等進行檢測。
凌云光Mini LED背光檢測設備,是基于視覺圖像技術、深度學習技術打造的質量檢測設備。該系統可以在Mini LED背光產線上安裝使用,及時發現不良、精確定位不良,推動產線工藝改進,提升產品質量,提高生產效率。
設備的成功交付,標志著凌云光成功進入到Mini LED行業,在Mini LED檢測領域實現“0”的突破。凌云光一直踐行“為機器植入眼睛和大腦”,堅持“質量興業”,攻堅克難,砥礪前行,致力持續引領次世代顯示視覺檢測市場技術和產品發展趨勢。
2023-10-25
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