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顆顆分明,缺陷檢測技術(shù)保障Mini LED產(chǎn)品品質(zhì)

2021-11-15

今年,Mini LED格外受到關(guān)注,熱度不斷攀升。4月,蘋(píng)果發(fā)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(fā)布;創(chuàng )維、LG、TCL等廠(chǎng)商也相繼發(fā)布了多款Mini LED電視。

作為新一代顯示和背光技術(shù)的代表,Mini LED正式進(jìn)入商業(yè)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(zhì)的呢? 

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01
什么是Mini LED


Mini LED,又名次毫米發(fā)光二極管,是指晶粒尺寸約在50-200μm的LED。

隨著(zhù)工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現實(shí)及增強顯示等新技術(shù)飛速發(fā)展,市場(chǎng)對超高清、高動(dòng)態(tài)、高對比度的高端顯示需求愈發(fā)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(yōu)勢,其“多區背光調控”功能還可以實(shí)現分區調光、強化畫(huà)面高對比度和高解析度,達到與OLED顯示器相近的高動(dòng)態(tài)(HDR)效果。此外miniLED的金屬半導體相對于OLED的有機物發(fā)光組件壽命更長(cháng),而且不會(huì )發(fā)生燒屏的現實(shí)問(wèn)題。


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與傳統小間距LED相比,Mini LED芯片尺寸更?。s100μm),單位面積里有更多燈珠。如最新發(fā)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。



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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(shù)問(wèn)題。為了保證出貨品質(zhì),缺陷檢測技術(shù)在Mini LED多個(gè)工藝制成中發(fā)揮著(zhù)極其重要的作用。

02
Mini LED制作工藝中的檢測需求


Mini LED產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵工藝是將LED燈珠轉移到PCB板或玻璃基板,因此,基板來(lái)料外觀(guān)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(chǎn)品外觀(guān)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(guān)系到背光產(chǎn)品的品質(zhì)。

當前市場(chǎng)對Mini LED背光產(chǎn)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(mǎn)足現有檢測需求,缺陷檢測自動(dòng)化設備可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。



03
Mini LED背光檢測的難點(diǎn)及核心檢測技術(shù)


難點(diǎn)1
如何適應Mini LED范圍更寬的亮度檢查


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(jīng)在售的MiniLED產(chǎn)品,對比度已經(jīng)達百萬(wàn)級甚至千萬(wàn)級對比度!



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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(xué)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(dòng)態(tài)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(shù),可以適應0.05-10000nits的背景亮度產(chǎn)品的檢查。



難點(diǎn)2
如何進(jìn)行色度和亮度測量,保證Mini LED燈珠發(fā)光的準確性和一致性


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(gè)發(fā)光面進(jìn)行均勻性測量,傳統的點(diǎn)式色度測量方式無(wú)法滿(mǎn)足需求。



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▲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(guān)感覺(jué)相一致,需要用符合CIE1931色度標準的面陣成像色度計對其進(jìn)行檢測,亮度測量精度達到±3%以?xún)?,色度測量精度達到±0.003。

難點(diǎn)3
Mini LED區別于常規顯示屏缺陷判定規則


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(wú)法使用傳統顯示屏檢測的方法直接提取顯示區域進(jìn)行檢測。Mini LED產(chǎn)品檢測基準相較于傳統顯示屏也存在差異。

基于光學(xué)對整個(gè)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(diǎn)亮時(shí),拍攝整個(gè)顯示基板,要求準確提取每個(gè)LED的亮度,若單顆LED、單區(例如3*3為一個(gè)區塊)的亮度超過(guò)正常范圍,比如過(guò)亮或者過(guò)暗,則屬于異常。

b、正反棋盤(pán)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(huà)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(dòng)率是否符合檢測規格。

以9點(diǎn)檢測基準為例,對基板上選定特定范圍的一系列點(diǎn),提取每個(gè)點(diǎn)的亮度信息,然后代入公式得出均一性與波動(dòng)率。







亮度均勻性:

?Y=9點(diǎn)亮度最小值/9點(diǎn)亮度最大值

亮度波動(dòng):

1-avg[MIN(P1,P3)/MAX(P1,P3),

MIN(P4,P6)/MAX(P4,P6),

MIN(P7,P9)/MAX(P7,P9)]









04
凌云光Mini LED背光檢測系統


隨著(zhù)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(chǎng)需求為導向,堅持自主研發(fā),不斷加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),積極投身Mini LED背光檢測和Mini LED直顯檢測相關(guān)技術(shù)研究。經(jīng)過(guò)公司研發(fā)團隊的努力,凌云光首臺Mini LED 背光檢測設備成功通過(guò)客戶(hù)廠(chǎng)驗,順利進(jìn)入到客戶(hù)端工廠(chǎng)使用。



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MiniLED檢測整體解決方案


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(diǎn)、品質(zhì)抽檢等單元。核心單元可對全亮、全黑、灰階、奇偶棋盤(pán)格、10% Peek窗口、低電流等畫(huà)面中的各種點(diǎn)、線(xiàn)、 Mura(色斑)、顆粒不亮、顆粒弱亮、爆亮、棋盤(pán)格顯示異常等進(jìn)行檢測。



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凌云光Mini LED背光檢測設備,是基于視覺(jué)圖像技術(shù)、深度學(xué)習技術(shù)打造的質(zhì)量檢測設備。該系統可以在Mini LED背光產(chǎn)線(xiàn)上安裝使用,及時(shí)發(fā)現不良、精確定位不良,推動(dòng)產(chǎn)線(xiàn)工藝改進(jìn),提升產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。



“0”的突破


設備的成功交付,標志著(zhù)凌云光成功進(jìn)入到Mini LED行業(yè),在Mini LED檢測領(lǐng)域實(shí)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(zhì)量興業(yè)”,攻堅克難,砥礪前行,致力持續引領(lǐng)次世代顯示視覺(jué)檢測市場(chǎng)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展趨勢。

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