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从iPhoneX看光学检测

我们都知道,苹果iPhone之前一直使用LCD屏幕,而且屏幕质量不错,但是LCD屏幕有许多必要组件,如背光源、滤色镜、偏振滤光器等,这就增加了复杂度,阻碍了iPhone变得更加轻薄。OLED这种材料利用了自然发出的光源,可以展现出近乎自然的颜色,在阳光强烈的室外也能看清屏幕内容,再加上OLED的自发光性质,iPhoneX在高亮度的情况下也能有不错的功耗表现。




        下图为iPhone X AMOLED显示模组加工产业链


在整个过程中,显示屏本身和最终的显示模组需要用到大量的检测设备。



在苹果使用OLED屏幕刺激下,国内OLED产线将迎来投资热潮。考虑存量设备的更新+新设备投资规模,2017-2019年OLED+LCD模组设备的市场容量为99亿/157亿/185亿。其中目前国内企业只能做6代线以内的产线,约占总体规模的30%左右。国内企业实际容量是30亿/47亿/56亿

        下图显示模组行业后段市场容量(单位:亿元)



由于OLED技术相较LCD技术而言产品良率更低,对检测设备依赖更大,问题越早发现、对良率的提升就越有利。

OLED制造挑战

无论显示器的尺寸如何,OLED技术在制造过程中都面临一些独特的挑战:

线Mura

在OLED制造过程中,材料经过沉积后,形成单个子像素。如果该过程未能做到完全均匀,最终结果可能是产生线Mura,其会在OLED显示器中产生界限清晰的水平和/或垂直方向的线条。


未经校正的OLED显示器线Mura.


子像素亮度性能
        OLED使用有机发光半导体材料,这指的是其在接通电流后会发光。正因为如此,OLED显示器无需背光。OLED显示器像素由红色、绿色和蓝色子像素组成。每个子像素的输出是单独控制的。一个像素级的亮度(照度)和色彩由子像素输出的组合决定。由于生产差异的存在,在相同色彩的子像素填充显示器的整个过程中,即使是相同的电信号输入,也可能会出现亮度差异。这会导致各像素之间存在亮度差异。


        子像素组合在一起形成具有不同色彩和亮度的像素
        OLED显示器中的这种子像素级差异性会导致不同于LCD显示器的性能问题。在LCD面板中,相邻像素通常具有相同的亮度,因为LCD显示器使用的是共同的背光,其可确保相邻像素的亮度非常均匀。


        显示器色彩不均匀性
        OLED显示器子像素亮度水平不一致所产生的另一个影响是降低色彩精度,并导致整个显示器上色彩的不均匀性。为实现精确且均匀的色彩,每一个子像素的亮度都必须保持在严格的界限以内。而现实情况是,即使是在高度控制的制造过程中,OLED显示器中的子像素在亮度水平上也存在显著的差异。如果这些差异未得到校正,整个显示器上将缺乏色彩均匀性,这会导致画面质量降低到可能无法接受的水平,进而使产量降低。


        理想的“白色”像素(未经校正的“白色”画面)/ 绿色OLED亮度过低,仅为10%,未经校正的亮度水平会导致整个OLED显示器上出现色彩不均匀性。


光学检测

        在典型的制造过程中,显示器视觉性能通常由人工检测员测试,这会导致所交付产品的质量存在较大的差异。随着OLED显示屏图像质量的提高,这将成为一个更为显著的问题。人工检测员无法以一致且可重复的方式评估高对比度、高分辨率显示器的显示质量。

       提高不同生产线和不同位置测试应用的一致性,因为所有系统都将共享相同的校准和测试定义

      


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