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   OLED Demura的破解要领

OLED Demura的破解要领

 

先从赔偿最先

 

OLED作为一种电流型发光器件已愈来愈多天被应用于下机能显现中。因为它自发光的特性,取LCD比拟,AMOLED具有下对比度、超轻浮、可蜿蜒等诸多长处。

 

然则,亮度匀称性和残像仍旧是它现在面对的两个重要困难,要处理那两个题目,除工艺的改进,便不能不提到赔偿手艺。

 

赔偿要领能够分为内部赔偿和内部赔偿两大类。内部赔偿是指在像素内部应用TFT构建的子电路停止赔偿的要领。内部赔偿是指经由过程内部的驱动电路或装备感知像素的电学或光学特性然后停止赔偿的要领。


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为什么要对OLED停止赔偿?

 

引见赔偿手艺之前,起首我们来看看AMOLED为何需求赔偿。下图所示为一个最简朴的AMOLED像素电路,它由两个薄膜晶体管(TFT)构建像素电路为OLED器件供应响应的电流。


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取一样平常的非晶硅薄膜晶体管(amorphous-Si TFT)比拟,LTPS TFT和Oxide TFT具有更高的迁移率和更稳固的特性,更合适应用于AMOLED显现中。

 

在中小尺寸运用中多接纳高温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT),而在大尺寸运用中多接纳氧化物薄膜晶体管(Oxide TFT)。

 

那是由于LTPS TFT迁移率更大,器件所占面积更小,更适合于下PPI的运用。

 

而Oxide TFT匀称性更好,工艺取a-Si兼容,更合适在下世代线上消费大尺寸AMOLED面板。

 

它们各有缺点。

 

由于晶化工艺的局限性,在大面积玻璃基板上建造的LTPS TFT,差别位置的TFT经常在诸如阈值电压、迁移率等电学参数上具有非匀称性,这类非匀称性会转化为OLED显现器件的电流差别和亮度差别,并被人眼所感知,即MURA征象。

 

OXIDE TFT 固然工艺的匀称性较好,然则取A-SI TFT相似,在长时间加压和高温下,其阈值电压会泛起漂移,因为显现画面差别,面板各部分TFT的阈值漂移量差别,会形成显现亮度差别,因为这类差别取之前显现的图象有关,因而常显现为残影征象,也就是一般所说的残像。


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OLED赔偿分类

 

既然这些题目难以在工艺上完整战胜,便必需要在设想上经由过程种种赔偿手艺去处理。一般OLED的发光亮度和电流成反比,而电流是由TFT供应的,取TFT的特性参数相干。电流一般示意为:

 

I=kCox(Vgs-Vth)2(1+λVds)

 

k是和TFT迁移率有关的参数,Vgs和Vds又和电源电压取OLED驱动电压有关。

 

可知影响电流巨细的参数有TFT迁移率、阈值电压,OLED的驱动电压和电源电压的巨细。

 

赔偿手艺的重要目标就是要消弭这些身分的影响,终究让所有像素的亮度到达幻想值。


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内部赔偿

 

下图是一个典范的内部赔偿型电路,它由7个TFT和1个存储电容构成,因而被简称为7T1C构造。


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相似另有6T1C,5T2C等许多相似电路构造,经由远几年的络续研讨和生长,内部赔偿电路的拓扑构造险些已被穷尽,很易再有实用性的构造立异。

 

这类像素电路事情时一样平常都邑有三个事情阶段,会阅历复位、赔偿、发光,即一个驱动周期最少要干2到3件事,因而对电路驱动才能和面板上的负载皆有一定要供。

 

它的一样平常工作思路是在赔偿阶段把TFT的阈值电压Vth先贮存在它的栅源电压Vgs内,在最初发光时,是把Vgs-Vth转化为电流,由于Vgs曾经含有了Vth,在转化成电流时便把Vth的影响抵消了,从而实现了电流的一致性。

 

然则现实由于寄生参数和驱动速度等影响,Vth其实不能完整抵消,也即当Vth偏向凌驾肯定局限时(一般∆Vth≥0.5V),电流的一致性便不克不及确保了,因而道它的赔偿局限是有限的。

 

内部赔偿之Demura

 

内部赔偿凭据数据抽取要领的差别又能够分为光学抽取式和电学抽取式。光学抽取式是指将背板点亮后经由过程光学CCD拍照的要领将亮度旌旗灯号抽取出来,电学抽取式是指经由过程驱动芯片的感到电路将TFT和OLED的电学旌旗灯号抽取出来。

 

两种要领抽取的旌旗灯号品种差别,因而数据处理的体式格局也不同。光学抽取的体式格局具有构造简朴,要领天真的长处,因而在现阶段被普遍接纳,即为我们日常平凡所说的Demura。

 

Mura一词源于日本,本意指明暗不均,后扩大至面板上任何人眼可辨认的色彩差别。

 

关于面板厂而言,需求停止质量监控,因而在产线上均有技术员去检测判断mura,然则这种方法很主观,不同人的判断有差别,给品格管控带来很大的困扰。

 

因而技术人员开辟出AOI(automatic optical inspection)装备停止mura的检测,和检测到Mura后停止赔偿消弭Mura,即Demura,本文将重点引见Demura。

 

Demura一样平常步调


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Drive IC点亮面板(TV/mobile/Tablet),并显现数个画面(一样平常是灰阶大概RGB)。

 

1运用高分辨率和高精度的CCD照相机拍摄上述画面。

 

2凭据相机采集数据剖析pixel色彩散布特性,并凭据相干算法辨认出Mura。

 

3凭据mura数据及响应的Demura赔偿算法发生Demura数据。

 

4将Demura数据烧录到Flash ROM中,从新拍摄赔偿后画面,确认Mura已消弭。

 

5检测画面。点亮面板后需求被检测的画面凭据差别面板厂的要求,一样平常是差别的。

 

有些面板厂的Demura只对亮度差别停止赔偿,纰谬颜色差别停止赔偿,这类Luminance Demura一样平常只需求检测灰阶画面,并且因为差别灰阶时显现的Mura差别,一样平常会检测高中低灰阶的Mura,最初Demura数据均匀,固然详细的设定差别面板厂会凭据本身的现实需求停止选择。

 

有些面板厂停止的是对照周全的Color Demura,即不只对亮度同时对色度差别也停止赔偿。

 

此范例的color Demura的检测画面,有些接纳灰阶画面,有些接纳RGBW画面,差别面板厂凭据手艺和需求选择差别。

 

相机照相

 

为了到达替代技术员的目的,以下两点时必需的:

 

1、相机相符CIE1931人眼婚配函数,

 

2、相机能到达人眼的分辨率。

 

拍摄检测画面时一样平常接纳高精度高分别率的CCD相机,相机分辨率的选择取决于被检测面板的分辨率,巨细,拍摄间隔和Demura赔偿的精度。

 

为了到达最好的检测和赔偿结果。相机终究获得的数据肯定如果XYZ,且后续的盘算均是基于相机照相获得的XYZ数据。

 

Mura辨认

 

获得面板XYZ的散布数据后便能够凭据差别的算法检测差别的Mura,关于Mura检测现在有二个国际标准:

 

1.German Flat Panel Display Forum

 

2.IDMS(former VESA)

 

固然Mura检测非常庞大,各个厂家皆有开辟本身的Mura检测算法,也算是本身的核心技术。Mura辨认的内容太多,本文举几个简朴的例子作为阐明。


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上图是科学家做实行得出的人眼对照敏感性函数,黄色曲线以上局部,人眼根基没法辨认出Mura,能够看出两个身分能够显着影响对Mura严峻水平的判断:

 

1、明暗对照水平的差别

 

2、明暗差别的周期散布

 

Mura检测之傅里叶变换


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恣意一个图象都可以剖析为差别频次,强度,相位,方位的sin函数。

 

Mura检测之边沿辨认

 

经由傅里叶变换后,高频局部能够用来辨认图象边沿。


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Mura检测之边沿辨认

 

经由对照加强后,本来很微小不容易辨认的Mura能够显着被辨认,固然另有许多别的的要领,比方对照Pixel取四周pixel的亮度差别,盘算亮度梯度,盘算色差等要领。


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Demura算法

 

为了更好的明白Demura赔偿算法,能够观看以下视频和图片:能够看出Demura算法道理实在很简朴:

 

只是把它以为偏偏暗的地区变亮,大概偏偏明的地区变暗,大概将有色偏偏的地区消弭,终究的目的是使得面板差别地区有大致雷同的色彩,固然需求腻滑的算法去消弭Mura界限。


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烧录

 

OLED Demura数据肯定后,便需求将其烧录到EEPROM中以实现赔偿结果,最初再照相确认Mura已消弭,Demura数据占用ROM空间的巨细取决于屏幕分辨率和赔偿精度(pixel级,3*3,5*5…..)。

 

Demura 前:


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Demura 后:


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OLED Demura总结

 

OLED Demura手艺,现在三星和LG处于抢先的位置,然则Demura手艺很庞大,均不克不及算成熟完善,海内各个厂家也在主动开辟子本身的Demura手艺,期望可以或许提拔良率。

 

Demura 难点总结以下:

 

1、怎样运用CCD相机快速正确的抓取每一个pixel的色彩?

 

2、怎样辨认不同类型的Mura,有些Mura重视不可见,侧视可见?

 

3、怎样停止快速高效的赔偿,以避免速度太缓对产能形成丧失?

 

以上题目,等候人人的通力合作,早日打破处理。