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從iPhoneX看光學檢測

我們都知道,蘋果iPhone之前一直使用LCD屏幕,而且屏幕質量不錯,但是LCD屏幕有許多必要組件,如背光源、濾色鏡、偏振濾光器等,這就增加了復雜度,阻礙了iPhone變得更加輕薄。OLED這種材料利用了自然發出的光源,可以展現出近乎自然的顏色,在陽光強烈的室外也能看清屏幕內容,再加上OLED的自發光性質,iPhoneX在高亮度的情況下也能有不錯的功耗表現。




        下圖為iPhone X AMOLED顯示模組加工產業鏈


在整個過程中,顯示屏本身和最終的顯示模組需要用到大量的檢測設備。



在蘋果使用OLED屏幕刺激下,國內OLED產線將迎來投資熱潮。考慮存量設備的更新+新設備投資規模,2017-2019年OLED+LCD模組設備的市場容量為99億/157億/185億。其中目前國內企業只能做6代線以內的產線,約占總體規模的30%左右。國內企業實際容量是30億/47億/56億

        下圖顯示模組行業后段市場容量(單位:億元)



由于OLED技術相較LCD技術而言產品良率更低,對檢測設備依賴更大,問題越早發現、對良率的提升就越有利。

OLED制造挑戰

無論顯示器的尺寸如何,OLED技術在制造過程中都面臨一些獨特的挑戰:

線Mura

在OLED制造過程中,材料經過沉積后,形成單個子像素。如果該過程未能做到完全均勻,最終結果可能是產生線Mura,其會在OLED顯示器中產生界限清晰的水平和/或垂直方向的線條。


未經校正的OLED顯示器線Mura.


子像素亮度性能
        OLED使用有機發光半導體材料,這指的是其在接通電流后會發光。正因為如此,OLED顯示器無需背光。OLED顯示器像素由紅色、綠色和藍色子像素組成。每個子像素的輸出是單獨控制的。一個像素級的亮度(照度)和色彩由子像素輸出的組合決定。由于生產差異的存在,在相同色彩的子像素填充顯示器的整個過程中,即使是相同的電信號輸入,也可能會出現亮度差異。這會導致各像素之間存在亮度差異。


        子像素組合在一起形成具有不同色彩和亮度的像素
        OLED顯示器中的這種子像素級差異性會導致不同于LCD顯示器的性能問題。在LCD面板中,相鄰像素通常具有相同的亮度,因為LCD顯示器使用的是共同的背光,其可確保相鄰像素的亮度非常均勻。


        顯示器色彩不均勻性
        OLED顯示器子像素亮度水平不一致所產生的另一個影響是降低色彩精度,并導致整個顯示器上色彩的不均勻性。為實現精確且均勻的色彩,每一個子像素的亮度都必須保持在嚴格的界限以內。而現實情況是,即使是在高度控制的制造過程中,OLED顯示器中的子像素在亮度水平上也存在顯著的差異。如果這些差異未得到校正,整個顯示器上將缺乏色彩均勻性,這會導致畫面質量降低到可能無法接受的水平,進而使產量降低。


        理想的“白色”像素(未經校正的“白色”畫面)/ 綠色OLED亮度過低,僅為10%,未經校正的亮度水平會導致整個OLED顯示器上出現色彩不均勻性。


光學檢測

        在典型的制造過程中,顯示器視覺性能通常由人工檢測員測試,這會導致所交付產品的質量存在較大的差異。隨著OLED顯示屏圖像質量的提高,這將成為一個更為顯著的問題。人工檢測員無法以一致且可重復的方式評估高對比度、高分辨率顯示器的顯示質量。

       提高不同生產線和不同位置測試應用的一致性,因為所有系統都將共享相同的校準和測試定義

      


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