MicroLED色度亮度同時檢測？快照式高光譜成像幫你搞定

    今天我們繼續(xù)給大家來說一下Micro LED色度亮度同時檢測？快照式高光譜成像幫你搞定。

    本文字數(shù)約3100字，閱讀時長約8分鐘，主要內容包括：

    1. LED顯示面板行業(yè)三個發(fā)展階段

    2. 什么是Micro LED

    3. Micro LED的市場潛力

    4. Micro LED的檢測

LED顯示面板行業(yè)三個發(fā)展階段

    隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)光二極管LED（Light Emitting Diode）因其壽命長、驅動電壓低、耗電量少、點亮速度快、單色性好等優(yōu)點逐步受到人們的重視并被應用于各個領域。目前，LED應用中市場規(guī)模最大的是照明領域，其次是背光應用和顯示屏。顯示面板行業(yè)的發(fā)展經歷了以下三個主要階段：

圖：顯示面板行業(yè)的發(fā)展三個主要階段

    中國的顯示技術發(fā)展走過了一條引進、消化、吸收、創(chuàng)新的路徑。目前Micro LED產業(yè)發(fā)展預期與國外同步，甚至具有先發(fā)優(yōu)勢。中國有望通過Mini/Micro LED下一代顯示技術實現(xiàn)“彎道超車”。

什么是Micro LED

    Micro LED又稱微型發(fā)光二極管，是指高密度集成的LED陣列，陣列中LED像素點的距離在10微米量級，每一個LED像素都是能夠自發(fā)光，并且都可以被獨立定位、點亮。LED陣列化、微縮化后定址巨量轉移到電路基板上，形成超小間距LED，以達到超高像素、超高解析率，理論上是一種能夠適應各種尺寸屏幕的顯示技術。

    產業(yè)界現(xiàn)階段對Micro LED較為通行的定義是根據(jù)LED芯片的尺寸。Mini LED芯片尺寸為50-200微米，Micro LED芯片尺寸小于50微米。Mini LED尺寸比Micro LED尺寸大，可以應用的場景包括戶外顯示屏以及顯示背光。由于Mini LED整體像素尺寸過大可能不適合用于室內顯示領域。室內顯示、VR/AR等領域最終應用還是需要Micro LED來保證分辨率。以下是小間距、Mini LED、Micro LED 性能對比表格：

圖：小間距、Mini LED、Micro LED 性能對比

Micro LED的市場潛力

    Micro LED 顯示擁有發(fā)光效率高、亮度高、響應速度快、對比度高、壽命長等優(yōu)點，被業(yè)內譽為“終極顯示技術”，未來有望替代LCD 和 OLED 顯示，全面進入消費電子領域。據(jù)市場預測，到2025年，全球Micro LED顯示屏銷量有望增長至3.29億片，市場規(guī)模將達到200億美元。包括京東方、TCL華星、利晶微電子、深天馬、深康佳A、三安光電、維信諾在內多家上市公司在Micro LED均有布局。

    蘋果：2014年收購LuxVue公司，在Micro LED領域有深厚的技術積累。專利覆蓋芯片結構與制造、巨量轉移、色彩轉換、消光、顯示驅動、缺陷管理和修復、測試、顯示傳感器等領域，全面涵蓋了與Micro LED相關的所有關鍵技術。

    三星：2018推出了Micro LED樣機，2020年展示除了73、146、219甚至292英寸的大尺寸顯示屏外，還提出了模塊化解決方案：多個Micro-LED小屏可以任意組合并智能顯示。三星與臺灣Play Nitride合作，計劃在2021年將75英寸Micro LED電視推向市場。

    索尼：在2019年推出應用Micro LED技術的110英寸Crystal LED電視，還有147、182、219英寸三種規(guī)格。

    BOE Pixey：京東方與美國Rohinni公司成立合資企業(yè)合肥京東方星宇科技有限公司BOE Pixey，2019年底宣稱生產10微米晶粒速度已經達到50個每秒，良品率達到99.999%。

    利晶微電子：臺灣晶電與利亞德合資成立的公司，2019年利晶微宣布建立全球第一座Micro LED量產基地。

Micro LED的檢測

    斕彩®系列光譜成像模組SEE8810，可以同時、快速測量Micro LED陣列在工作時任意位置的亮度值和色度值。

    Micro LED 顯示技術涵蓋了巨量轉移、檢測、驅動、返修、控制等，其中巨量轉移和檢測修復是影響產能和價格的關鍵因素。由于單個LED芯片達到了微米級，一塊Micro LED手機顯示屏上的LED芯片達幾百萬顆。如何實現(xiàn)對顯示屏上百萬級甚至千萬級芯片中不良芯片亮度、色度的同時、快速、精準檢測，是Micro LED產業(yè)化面臨的重要問題之一。

    目前針對Micro LED的檢測即業(yè)內常稱的“Demura”仍處宏觀水平，主要有兩種方式：

    推掃式高光譜檢測儀：為了實現(xiàn)掃描過程，推掃式高光譜檢測儀一般利用外接掃描平臺或內置式帶動光譜儀運行，不僅增加了耗電量，而且速度慢，檢測效率比較低。另外，采用濾光片式光譜分辨率不高，不能滿足Micro LED精準檢測要求。

圖：堆掃式高光譜成像系統(tǒng)示意圖

    高分辨率工業(yè)相機：高分辨率工業(yè)相機用于評估Micro LED檢測主要集中在亮度的測量上，不能檢測色度。另外，相機的幀率要高，至少需要15幀以上，否則設備的產出非常低。這是因為Demura需要精確到每個LED燈珠，也就是每個屏幕上的像素。由于這個斑在不同灰度和不同顏色下呈現(xiàn)的形狀、大小都不一樣，涉及到LED燈珠的位置和數(shù)量就不一樣。Demura的過程可能需要做很多次，需要相機把屏幕處于不同顏色和亮度的情況都進行拍照檢測。RGB和不同灰度值的組合要拍很多張圖像，Demura以后在每一個顏色和灰度值下都不能再有斑的出現(xiàn)。

圖：Micro LED陣列的亮度測量示意圖

    小知識

    Mura是一個源自日語的英語單詞，意思是不均勻、不一致或瑕疵。由于Mini LED以及Micro LED顯示器中的每個像素都充當自己的發(fā)射器，因此像素與像素之間的不一致性是不可避免的。Mura的出現(xiàn)會減損用戶的觀看體驗，并可能會妨礙顯示器的性能或功能，所以屏幕廠商無論是LED屏封裝還是在屏幕模組或者手機組裝好以后出廠前都會對Mura進行測試。主要從均勻性（評估不同位置亮度、色度均勻性指標）和對比度（評估顯示屏最亮和最暗的亮度比對）兩個方面對其進行檢測表征。Demura實際上是一個對Mura進行補償?shù)倪^程。從相機拍攝面板畫面的亮度，獲取面內Mura信息，然后經過一些算法對Mura進行提取、修正，最終得到一張補償表（Demura Table），供硬件插值調用，最后將補償表燒錄在存儲設備中。

    針對Micro LED檢測難點和挑戰(zhàn)，北京與光科技有限公司依托清華大學電子系多年研究成果及成熟的CMOS工藝，研發(fā)出了一種可用于Micro LED檢測的斕彩®系列光譜成像模組瀾彩®系列SEE8810，實現(xiàn)了低成本、小體積，集亮度、色度檢測于一體的Micro LED檢測，可以同時、快速測量Micro-LED陣列在工作時任意位置的亮度值和色度值。

斕彩®系列光譜成像模組SEE8810

同時測量Micro-LED陣列亮度值和色度值示意圖

    斕彩®系列光譜成像模組產品SEE8810采用了創(chuàng)新性UltraPix技術，兼具多光譜快照式成像功能和可重構高光譜模式�；�于CMOS工藝制造，在紫外、可見光、近紅外及中遠紅外等不同波段均具有拓展能力，支持多光譜、高光譜和超光譜三種成像模式。

    采用片上集成的多光譜成像傳感器，無需空間光學元件，可以快照式光譜成像，取代現(xiàn)有的推掃式高光譜成像，可節(jié)約時間成本，并且該結構使高光譜成像微型化提供了結構基礎，使該光譜成像相機體積較現(xiàn)有光譜成像相機尺寸實現(xiàn)量級式縮小。

    與光科技斕彩®系列光譜成像模組SEE8810產品特性：

    具有高幀率：幀率可達30fps，高于一般的工業(yè)相機的幀率，完全滿足Demura對幀率的要求。

    快照式精準成像：光譜分辨率高最高可以達1nm，尺寸單元可達9微米×9微米，可以與Mini LED 和Micro LED燈珠尺寸相匹配，實現(xiàn)Mini LED、Micro LED 快照式精準成像。

    空間分辨率有很大提升空間：40萬，850H*480V。

    芯片價格便宜：可以幫助LED芯片廠商和封裝廠商降低投入成本。

    以上就是快照式高光譜成像幫你搞定Micro LED色度亮度同時檢測所有內容，如果您對斕彩®系列光譜成像模組SEE8810感興趣，歡迎與我們聯(lián)系。