DeMURA 概念
对于像素自发光显示产品,例如 OLED 以及 Micro LED, 在生产制程完成后,显示器的均匀性比较差,无法满足显示产品的需要。

这种不均匀主要来自于各个像素之间光电特性差异,因此出现像素之间的亮度及颜色差异。

而demura 的任务就是修正像素之间亮度甚至颜色的不一致性,如果像素本身的线性不同,则,还需针对不同灰阶进行测试和补偿,因此,deMURA 是一个复杂且工作量大、耗时的制程。

技术挑战
由上可知,deMURA的关键是获得显示器每个像素的准确亮度数据,因此使用成像式亮度计成为 deMURA 测试的首选。

然而,这里的挑战显而易见:
显示器解析度提高,就需要成像亮度计像素数量提升,更高解析度的相机,导致成像质量的下降,成像质量不佳, 则获得的位置及亮度数据就无法满足deMURA的要求。此外,还要尽可能减少图像拍摄数量,提升产线效率。

普通成像质量的3000万像素成像亮度计,中心与边缘成像质量对比

高品质成像质量的3000 万像素成像亮度计,边缘的像素也可获得高质量图像
理论上来说,在横向或者纵向,至少2个相机像素对应1个显示器像素,而由于受限于成像质量,这样是远远不够的。业界deMURA方案的相机像素动辄几千万像素,甚至过亿。
LMK deMURA 方案适用于像素比在2-3 之间的应用。
受限于成像质量和成像亮度计解析度,以及生产效率提升的需要,就需要进行特殊的技术处理,达到不使用超高解析度相机,就可以满足 deMURA 测试的需要。
下面是三种技术的简要介绍,并特别比较他们的优缺点和测试效率。
间隔点亮、多次拍摄
将整个画面按照水平和垂直方向,间隔点亮,分次拍摄,最后数据集成到一起,获得每个像素的亮度数据,用于 deMURA 处理。
以下图为例,整个图像按照每3个像素点亮一个,整个图像分成多个3X3 的分区,每个分区里面一次只点亮一个像素,这样就降低了对成像质量的要求,准确定位每个像素。

间隔点亮拍摄的特点:
优点:降低了对成像质量的要求;
缺点:需要多次拍摄,效率低
有 loading effect 问题。对于独立像素显示的产品来说,局部点亮与整体点亮,像素本身的亮度特性有比较大的差异的,因此造成deMURA效果差异。
效率评估:需要的拍摄图像数量
假定间隔数为 n,一个颜色通道下需要 m个灰阶的deMURA,则需要拍摄的次数为
N=m x n2
RGB 分别deMURA 则需要的测试次数为
N=3m x n2
APR 技术
APR 是 Advanced Pixel Registration 的缩写,该方法将亮度测量与像素位置测量分开进行,从而降低对成像质量的要求。
在像素位置测量部分,主要采用专门设计的图像,用于位置学习,从而可以定位到独立的显示器像素,并与相机像素之间建立关联。这样,就将镜头本身的畸变影响降低到最小,获得精确位置坐标。
,
用于像素位置学习定位的图像
像素学习步骤结束后,切换到正常显示的灰阶画面,拍摄获得亮度分布图像。

结合两次拍摄信息,进行图像处理,获得deMURA需要的像素亮度分布结果。
APR 技术特点:
亮度测量与位置测量分开进行,降低对成像质量的要求
拍摄的画面数量少,效率高
没有 loading effect 影响
效率评估:需要拍摄的图像数量
N=2m (m为灰阶数)
如果RGB通道分别deMURA测试,则需要的拍摄数量:
N=6m (因为RGB的像素位置是不同的,因此需要分别做像素位置学习注册拍摄)
SPR 技术
显然相对于间隔点亮的方法,成倍的提升,不过这种方法还可以更快,这就是
SPR,英文全称:Single Shot Pixel Registration
在产线测试环境下,需要deMURA测试的都是同一类型的显示器,而且现场的测试条件是固定的,这样,像素注册学习的结果可以共用,这样就可以节省更多的时间出来。
所以除了第一个样品需要进行像素注册学习外,后续的产品只进行亮度拍摄即可。
只不过,需要识别样品之间的位置移动、偏转,并进行位置补偿,解决了这些问题后,测试流程就变为如下步骤:

SPR 技术特点:
是APR技术在产线环境下的优化,除了启动测试前的位置学习,后续样品无需位置学习过程。

总结
本文介绍了deMURA 在像素自发光显示产品制程中的重要作用,以及在测试技术上的挑战。然后分别介绍了3种 deMURA 技术,比较了技术特点,特别是与生产效率直接相关的拍摄次数。
具体见下表:

这三种技术均无需超高解析度相机!
由此可见,采用 SPR 技术,生产效率大大提升。以常见的3个像素间隔点亮拍摄比较,RGB 三个通道,每个通道 3 个灰阶分别 deMURA,
基于LMK 相机的 SPR 技术, deMURA 效率提升了 9 倍!
来源:光傲科技


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