MicroLED色度亮度同時(shí)檢測(cè)？快照式高光譜成像幫你搞定

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

    本文字?jǐn)?shù)約3100字，閱讀時(shí)長(zhǎng)約8分鐘，主要內(nèi)容包括：

    1. LED顯示面板行業(yè)三個(gè)發(fā)展階段

    2. 什么是Micro LED

    3. Micro LED的市場(chǎng)潛力

    4. Micro LED的檢測(cè)

LED顯示面板行業(yè)三個(gè)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(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電壓低、耗電量少、點(diǎn)亮速度快、單色性好等優(yōu)點(diǎn)逐步受到人們的重視并被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。目前，LED應(yīng)用中市場(chǎng)規(guī)模最大的是照明領(lǐng)域，其次是背光應(yīng)用和顯示屏。顯示面板行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)主要階段：

圖：顯示面板行業(yè)的發(fā)展三個(gè)主要階段

    中國(guó)的顯示技術(shù)發(fā)展走過(guò)了一條引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新的路徑。目前Micro LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)期與國(guó)外同步，甚至具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)有望通過(guò)Mini/Micro LED下一代顯示技術(shù)實(shí)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(diǎn)的距離在10微米量級(jí)，每一個(gè)LED像素都是能夠自發(fā)光，并且都可以被獨(dú)立定位、點(diǎn)亮。LED陣列化、微縮化后定址巨量轉(zhuǎn)移到電路基板上，形成超小間距LED，以達(dá)到超高像素、超高解析率，理論上是一種能夠適應(yīng)各種尺寸屏幕的顯示技術(shù)。

    產(chǎn)業(yè)界現(xiàn)階段對(duì)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(yīng)用的場(chǎng)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(guò)大可能不適合用于室內(nèi)顯示領(lǐng)域。室內(nèi)顯示、VR/AR等領(lǐng)域最終應(yīng)用還是需要Micro LED來(lái)保證分辨率。以下是小間距、Mini LED、Micro LED 性能對(duì)比表格：

圖：小間距、Mini LED、Micro LED 性能對(duì)比

Micro LED的市場(chǎng)潛力

    Micro LED 顯示擁有發(fā)光效率高、亮度高、響應(yīng)速度快、對(duì)比度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“終極顯示技術(shù)”，未來(lái)有望替代LCD 和 OLED 顯示，全面進(jìn)入消費(fèi)電子領(lǐng)域。據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，到2025年，全球Micro LED顯示屏銷量有望增長(zhǎng)至3.29億片，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)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(nèi)多家上市公司在Micro LED均有布局。

    蘋果：2014年收購(gòu)LuxVue公司，在Micro LED領(lǐng)域有深厚的技術(shù)積累。專利覆蓋芯片結(jié)構(gòu)與制造、巨量轉(zhuǎn)移、色彩轉(zhuǎn)換、消光、顯示驅(qū)動(dòng)、缺陷管理和修復(fù)、測(cè)試、顯示傳感器等領(lǐng)域，全面涵蓋了與Micro LED相關(guān)的所有關(guān)鍵技術(shù)。

    三星：2018推出了Micro LED樣機(jī)，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(gè)Micro-LED小屏可以任意組合并智能顯示。三星與臺(tái)灣Play Nitride合作，計(jì)劃在2021年將75英寸Micro LED電視推向市場(chǎng)。

    索尼：在2019年推出應(yīng)用Micro LED技術(shù)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(guó)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(chǎn)10微米晶粒速度已經(jīng)達(dá)到50個(gè)每秒，良品率達(dá)到99.999%。

    利晶微電子：臺(tái)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(chǎn)基地。

Micro LED的檢測(cè)

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

    Micro LED 顯示技術(shù)涵蓋了巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)、返修、控制等，其中巨量轉(zhuǎn)移和檢測(cè)修復(fù)是影響產(chǎn)能和價(jià)格的關(guān)鍵因素。由于單個(gè)LED芯片達(dá)到了微米級(jí)，一塊Micro LED手機(jī)顯示屏上的LED芯片達(dá)幾百萬(wàn)顆。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏上百萬(wàn)級(jí)甚至千萬(wàn)級(jí)芯片中不良芯片亮度、色度的同時(shí)、快速、精準(zhǔn)檢測(cè)，是Micro LED產(chǎn)業(yè)化面臨的重要問(wèn)題之一。

    目前針對(duì)Micro LED的檢測(cè)即業(yè)內(nèi)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(cè)儀：為了實(shí)現(xiàn)掃描過(guò)程，推掃式高光譜檢測(cè)儀一般利用外接掃描平臺(tái)或內(nèi)置式帶動(dòng)光譜儀運(yùn)行，不僅增加了耗電量，而且速度慢，檢測(cè)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(zhǔn)檢測(cè)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(jī)：高分辨率工業(yè)相機(jī)用于評(píng)估Micro LED檢測(cè)主要集中在亮度的測(cè)量上，不能檢測(cè)色度。另外，相機(jī)的幀率要高，至少需要15幀以上，否則設(shè)備的產(chǎn)出非常低。這是因?yàn)镈emura需要精確到每個(gè)LED燈珠，也就是每個(gè)屏幕上的像素。由于這個(gè)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(guò)程可能需要做很多次，需要相機(jī)把屏幕處于不同顏色和亮度的情況都進(jìn)行拍照檢測(cè)。RGB和不同灰度值的組合要拍很多張圖像，Demura以后在每一個(gè)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(cè)量示意圖

    小知識(shí)

    Mura是一個(gè)源自日語(yǔ)的英語(yǔ)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(gè)像素都充當(dāng)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(huì)減損用戶的觀看體驗(yàn)，并可能會(huì)妨礙顯示器的性能或功能，所以屏幕廠商無(wú)論是LED屏封裝還是在屏幕模組或者手機(jī)組裝好以后出廠前都會(huì)對(duì)Mura進(jìn)行測(cè)試。主要從均勻性（評(píng)估不同位置亮度、色度均勻性指標(biāo)）和對(duì)比度（評(píng)估顯示屏最亮和最暗的亮度比對(duì)）兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)表征。Demura實(shí)際上是一個(gè)對(duì)Mura進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程。從相機(jī)拍攝面板畫面的亮度，獲取面內(nèi)Mura信息，然后經(jīng)過(guò)一些算法對(duì)Mura進(jìn)行提取、修正，最終得到一張補(bǔ)償表（Demura Table），供硬件插值調(diào)用，最后將補(bǔ)償表燒錄在存儲(chǔ)設(shè)備中。

    針對(duì)Micro LED檢測(cè)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，北京與光科技有限公司依托清華大學(xué)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(cè)的斕彩®系列光譜成像模組瀾彩®系列SEE8810，實(shí)現(xiàn)了低成本、小體積，集亮度、色度檢測(cè)于一體的Micro LED檢測(cè)，可以同時(shí)、快速測(cè)量Micro-LED陣列在工作時(shí)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(shí)測(cè)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(chǎn)品SEE8810采用了創(chuàng)新性UltraPix技術(shù)，兼具多光譜快照式成像功能和可重構(gòu)高光譜模式�；�于CMOS工藝制造，在紫外、可見(jiàn)光、近紅外及中遠(yuǎn)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(wú)需空間光學(xué)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(shí)間成本，并且該結(jié)構(gòu)使高光譜成像微型化提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，使該光譜成像相機(jī)體積較現(xiàn)有光譜成像相機(jī)尺寸實(shí)現(xiàn)量級(jí)式縮小。

    與光科技斕彩®系列光譜成像模組SEE8810產(chǎn)品特性：

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

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

    空間分辨率有很大提升空間：40萬(wàn)，850H*480V。

    芯片價(jià)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(shí)檢測(cè)所有內(nèi)容，如果您對(duì)斕彩®系列光譜成像模組SEE8810感興趣，歡迎與我們聯(lián)系。