Mini-LED与Micro-LED：未来显示技术的龙争虎斗！

Mini-LED和Micro-LED显示技术成为了近期的热点技术。这两种新技术和现在的LCD及OLED技术相比有什么优势和联系呢？

 

 

从下图可以看出每种显示技术的差异，目前行业在从LCD时代进入OLED时代，未来还将迈入Micro-LED时代。而Mini-LED作为一种过渡性的产品，当背光使用时将延续中大尺寸LCD的寿命，当显示屏使用时，将作为目前LED屏向Micro-LED屏进化的过渡品。

 

 

到底什么是Mini-LED和Micro-LED？

 

简单说，Mini-LED和Micro-LED就是尺寸更小的LED。Mini-LED通常定义在100-500um，而Micro-LED就要到50-100um以下（以上两者技术之间的尺寸的界定是有些模糊的，业界中有不同定义）。尺寸的不同，会导致工艺的巨大差异。Mini-LED是在现有的LED的工艺基础上进一步缩小尺寸，所以属于“量变”级别；而Micro-LED就要达到“质变”的变化，这将是未来几年替代OLED的变革性技术，这也是苹果公司在几年前就大力投入研发的原因。但是Micro-LED要真正进入量产，必须克服巨量转移、全彩显示、亮色度均匀性的问题，所以应该还需要数年迭代才能完成。

 

 

应用一：背光应用（Mini-LED）

Mini-LED可以帮助LCD实现真正的Local Dimming（局部调光）。比如下面来自BOE的Mini-LED技术示意图中，传统侧入式LED背光是整体常亮的，所以黑色画面部分还是会有光线漏出来。

 

 

而Mini-LED的Local Dimming技术让LCD在显示暗的局部画面时，不仅降低液晶透过率，同时降低该区域的Mini-LED的亮度，用户较终看到的这个区域的亮度就可以非常低，低亮度的大幅降低就可以提高整个显示画面的对比度，而这正是LCD一直被OLED技术诟病的缺点；

 

 

上图是TCL展示的Local Dimming技术，当使用Local Dimming并且Mini-LED的分区数量越多时，月球上的亮区和周围的暗区越能更精确地实现高对比度；

 

 

应用二：RGB全彩屏（Mini-LED和Micro-LED）

使用Mini-LED或Micro-LED来显示RGB像素，就能实现自发光的显示屏，比如我们日常所见的LED大屏；当然，尺寸越小，工艺难度越高；比如AR/VR需要更高的ppi和高亮度，所以Micro-LED就是较理想的显示屏；在较新的2020年的CES展上，已经出现了5000PPI高分辨和300万nit亮度的Micro-LED产品。

 

 

基于多年的研发和打磨，昊量光电（Aunion Tech）公司向市场推出了一系列完美贴合市场需求成像式亮度色度计和晶圆测试台系统，用于解决行业痛点，大幅度提升测试效率。昊量光电（Aunion Tech）的成像亮度计和色度计可以帮助客户检测和校正这些新型显示产品。AU与AUT系列成像亮度计和色度计，可广泛应用在在显示面板的亮度、色度、均匀性、缺陷检测、Mura等应用领域测试。

 

 

AU-2000成像亮度色度计

AUT-2000成像亮度色度计

Mini-LED背光产品的测试

MINI-LED背光测试

 

Mini-LED背光的缺陷检测和亮度校正

• 亮/色度测量 Color Measurement

• 缺陷点抓取 Pick out defect LEDs

• 测量整个灯板上每个LED的亮度/光强

• 识别抓取死灯、微亮、过亮LED

• LED亮度均匀性校正/Calibration

• 不同灰阶下对每个LED的亮度值进行校正补偿使背光均匀

LED灯珠定位排序及亮色度计算

 

 

NG灯珠抓取并进行修复

 

 

像素级定位

• 红/蓝色子像素（不同颜色子像素可分别定位）

• 精确到0.1个像素

• 可适用于异形屏定位

子像素定位红点表示子像素缺失，绿点表示子像素成功定位。

亮色度及均匀性测试

• 亮度/色度/色温/主波长

• 均匀性

• 亮度均匀性

• 最大值、最小值、平均值

• 中心点亮度、均匀性

• Hotspot萤火虫效应

• 81点、 135点、 165点等不同POI（关注点）规格模板

• 色度均匀性

• CIE 1931 x ，y； CIE 1976 u’, v’； 色温CCT

• 最大值、最小值、平均值

• 中心点色度、均匀性

• 色差Δuv等

• 合格/不合格判定PASS/FAIL

• 根据客户提供的亮度色度范围来判定合格/不合格

缺陷检测：昊量光电（Aunion Tech）的成像亮度色度计可以直接检测每颗LED的亮度值，筛选出过亮或过暗的LED灯珠，也可以检测各种块状的mura。这与对LCD或OLED的进行的点缺陷、线缺陷和mura检测比较类似;

Demura：也就是消除mura，以使屏幕达到均匀一致，可以是亮度demura，也可以是色度demura。昊量光电（Aunion Tech）的成像亮度色度计不仅可以校正Mini-LED背光，也可以对LCD/OLED/Micro-LED屏进行demura。

缺陷检测和Demura

制造过程中，显示屏难免会产生各种缺陷，如常见的有点缺陷、线缺陷、块状类缺陷(如漏光/Mura)等。

 

 

除了可以用成像式光度计和软件算法进行缺陷的检测外，还可以使用成像式光度计来进行缺陷补偿，如业内常称的“Demura”。Demura工序对OLED产品的良率提升是非常关键。针对您的需求，我们还提供更多种类的光学显示测试设备与解决方案。

Demura补偿技术

DEMURA拼接方案

AR/VR测试应用

在科技日新月异的今天,增强现实(AR)与虚拟现实(VR)技术正以前所未有的速度重塑我们的视觉体验世界。从沉浸式游戏到远程教育,从工业设计到医疗培训,AR/VR的应用场景日益丰富,对显示质量的要求也达到了前所未有的高度。在这一背景下,如何确保虚拟世界的色彩还原度、亮度均匀性及视觉舒适度成为行业亟待解决的关键问题。上海昊量光电设备有限公司,凭借其自主研发的“昊量光电Aunion Tech（简称AUT）”成像亮度色度计,携手“机器视觉+AI”前沿技术,为AR/VR虚拟显示领域带来了革命性的光学测试解决方案。

NED近眼显示测试-Eye Box

• Eye Box指的是近眼显示光学模组与眼球之间的一块锥形区域， 也是显示内容最清晰的区域。

 

 

• 如果接收眼与输出区域的中心对齐，则将获得完美的图像。 当眼睛向侧面或上下移动时，在每个方向上的某个点处， 图像将变差，直到无法接受为止。超出该区域的范围可能会呈现图像扭曲、显色错误， 甚至不显示内容等问题。将所有这些点串在一起会形成一个称为“Eye Box”的形状。

 

 

VR

AR

 

 

XR光学测试

测试内容：

 投影显示

 亮度、色度均匀性

 FOV、虚像距

 畸变、色差                                                             

 对比度

 清晰度（MTF）

 漏光/鬼影

 双目融合/视差

 材料

 缺陷检测：脏污、刮伤、异物等

 光谱透过率、反射率等

 微型显示屏

 亮度、色度均匀性

 点、线、 mura缺陷

 Demura均匀性校正

 

测试项目——畸变

测试画面：点阵图或棋盘格画面（白色画面也可以）

•  整体畸变（横向畸变与纵向畸变值）

•  图像检测找到图像四个角点及边；

•  纵向畸变值计算方法

•  A=(A1+A2)/2；

•  Distortion=(B-A)/B*100%；

•  横向畸变值相同方法类推

•  局部畸变

•  根据客户需求进行局部区域的畸变计算

测试项目——对比度

测试画面： W255 、W0

•  静态对比度

•  分别测量W255和W0的亮度

•  计算对比度

•  动态对比度

•  棋盘格画面分别测试亮区和暗区对比度

•  需要进行特殊校正，以减少杂散光干扰导致的对比度指标失真

•  整体对比度与局部对比度

•  整体对比度测量中心点亮度对比度

•  局部对比度观察图像不同区域的亮度对比度差异

测试项目——MTF锐度

•   MTF锐度测试画面（可以使用分辨率线对画面）

•    锐度测量

•    采用SRF刀口法分析方法

•    也可以使用MTF线对分析方法

•    锐度分布

•    分别测量不同区域的MTF指标

虚像距VID测量仪

•  虚像距测量仪

•   高精度电机控制

•   预标定距离信息

•   XR眼镜显示测试图

•   电动对焦

•   精确计算VID虚像距

•   精度0.5% @ 1.5m

Micro-LED/OLED 晶圆级测试

Mini/Micro-LED尺寸从mm进入um级别，客户痛点： 光通量不足、效率低下；昊量光电（Aunion Tech）的高精度成像亮度色度光谱测量系统实现对um级Micro-LED的亮度、色度、波长的 高精度检测，替代传统的单颗LED光谱仪+积分球测试方案。

 

 

Micro-LED I-V-L-S测试系统

• 可以完整评估Micro/Mini-LED起始点亮、正常点亮、电流电压线性关系、极限电流等各个状态下I-V-L和光谱数据；

• 采用光谱成像色度计方案， 可以解决Micro-LED单颗发光光通量不足，导致传统光谱仪+积分球的测量方式无法 测到的问题；

• 最低至0.0001 cd/m2 到千万cd/m2 的亮度范围，评估Micro/Mini-LED最低0.0001uA微弱电流到最高10000uA大电流下的不同状态；

I-V-L曲线&光谱及色度

 

多功能易用的软件界面

光谱型亮度色度计

除了成像式亮度色度计外，我们还推出了精度高、体积精巧（120 x 105 x 45mm (不含镜头部分)）、性价比高的光谱式成像亮度计，非常适合高精度的生产线在线测试。

 

 

AUT SP-100经过了严格的校正和测试,满足NIST/NIM等计量体系的标准要求。同时，我们可根据客户需求，对AUT SP-100进行一定光谱匹配校正，以匹配客户现有测试体系中所使用的CS-3000/SR-5AS/PR-788等高精度光谱仪器的数据。经实测数据验证，无论是测试OLED/LCD还是LED显示屏，AUT SP-100都可以实现与CS-3000/SR-5AS/PR-788等仪器高度一致的精度！（实测样品亮度100cd/m2时，亮度误差l<±2%，色度误差<±0.0015)。

 

 

AUT SP-100光谱型亮度色度计

除了上述指标，我们还可以实现其他以下测试指标

均匀性：评估不同位置亮度、色度均匀性指标;

 

 

对比度：评估显示屏较亮和较暗的亮度比对;

 

 

白平衡：评估显示屏的红/绿/蓝三种基本色的显示比例，让颜色准确显示;

 

 

伽马Gamma测试：可以理解为不同亮度灰阶下的白平衡，让颜色在不同亮度下都能准确显示;

 

 

色域：评估显示屏能显示的红/绿/蓝三种基本色组成的色空间的面积;

 

 

可视角：评估显示屏在不同角度下亮度和色度变化;

 

 

闪烁度：评估显示画面亮度随时间的波动情况。

 

 

如果您对屏幕测试相关内容感兴趣，或者有相关方便的测试需求，请与我们联系！