LCM/OLED模组点灯检测设备

1、液晶显示行业的发展趋势及现状

中国大陆从上世纪80年代开始进入液晶显示领域，并紧跟液晶显示技术的发展，目前已经成为全球LCD制造重要区域。我国高度重视液晶产业的发展，扶持并鼓励液晶显示产品的规模化经营。在全球制造业向中国大陆转移的趋势下，中国成为全球最大的电视、电脑、手机生产基地，液晶显示产业的重心也正在朝大陆转移。LCM/OLED液晶显示模组作为众多电子产品的核心部件，越来越多的日韩及台湾地区企业将其液晶显示模组的产线转移到大陆，使得大陆液晶显示模组的产能逐年快速增长，国内液晶显示行业面临宝贵的发展机遇。其中检测作为LCM/OLED液晶显示模组生产的最后一道工序，是产品品质控制的关键所在。但是目前我国在玻璃面板的检测领域，还基本上采用的是人工目视检测法，存在着效率低下、漏检率高、人工成本不断上升和人为误差大等诸多缺陷。基于机器视觉技术的Mura液晶面板检测系统的开发，目的正是在于适应液晶面板生产检测过程的自动化和精密化需求，提升产品品质和降低企业经营成本。

图1：液晶显示屏

2.LCM/ OLED模组

LCM(LCD Module)即LCD显示模组、液晶模块，是指将液晶显示器件,连接件，控制与驱动等外围电路，PCB电路板，背光源,结构件等装配在一起的组件。中小尺寸LCM模组应用广泛，以手机为主，数码相机、游戏机、车载显示器等电子产品中，市场需求比较灵活，类型也比较多。

OLED (Organic Light-Emitting Diode)又称为有机电激光显示、有机发光半导体， OLED显示器很薄很轻，因为它不使用背光。OLED显示器还有一个最大为170度的宽屏视角，其工作电压为二到十伏特(volt，用V来表示)。由美籍华裔教授邓青云(Ching W. Tang)于1979年在实验室中发现。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是，作为高端显示屏，价格上也会比液晶电视要贵。OLED不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

3、纳研LCM/OLED模组点灯检测设备

纳研NANO-LOI-1000自动光学检测设备是一个集成了光、机、电、自动化等技术的精密机器视觉识别系统。基于手机液晶屏工业生产的特殊性，该产品采用了高度集成的光学成像系统、模块化的整机系统结构，能够检测不同世代的显示屏点灯缺陷（如亮点、漏光、白点、斑纹、mura、黑点、颜色不均等），适用于背光模具、LCM/OLED显示屏、手机整机，并支持在线和离线的自动光学检测。

图2：点灯检测设备NANO-LOI-1000

*主体尺寸（LWH）*	110012001800(mm)
最大检测范围	4.0”-7.0”(可以根据客户定制平板)
图像精度	0.03mm
速度	1s-2s /每幅画面
上料方式	人工/自动可选（离线型）
电压	AC220V 50/60Hz
功率	2000W
净重	大约500（kg）

表1：设备性能参数

液晶屏依次显示黑色、白色、灰色、红色、绿色、蓝色等多种颜色，当显示每种颜色时，通过工业相机对手机屏幕进行拍照。然后通过图像分析技术进行缺陷判断，发现所存在的点类缺陷（异物点、黑点、白点、灰点、亮点、满天星等）、线类缺陷（暗线、亮线等）、Mura类缺陷（黑白团、白印、黑影、条纹、斜纹等）以及其他如漏光、显异、表面划伤、污染等特殊缺陷，代替人工检测，大大提高生产效率和生产自动程度，帮助LCD企业降低生产成本。设备的工作流程如下：

图3：设备工作流程图

该设备可检测6-9个画面（根据不同客户的实际要求）：红、绿、蓝、黑、白、灰（分多种灰阶）等,每幅画面需1-2秒。检测内容包括电测状态下所出现的黑点、亮点、黑线、亮线，Mura类（对比度大于3%的色斑）等。

图4：缺陷检测图片实例

4. 新型Mura检测算法

Mura一词来源于日语,原意为脏污或斑痕,现已被显示器行业普遍接受,专门用来表示一类对比度低、亮度不均匀、面积大于一个像素的面缺陷。在所有的视觉缺陷中,是最为复杂同时也是最难检测的一类,其原因主要在于由于缺陷一般要从倾斜的视角进行观察才可以发现,此时,整个屏幕的亮度呈现出很大的不均匀性,而缺陷的对比度又很低,并且没有一个清晰的边缘,因此实现图像的有效分割十分困难缺陷的判断不仅仅受到缺陷自身客观特性的影响,还要受到观察者视觉心理因素的影响,利用传统的仅考虑对比度和面积两个特征参数的判别标准无法得到满意的的检测效果缺陷本身和它的判别标准都具有很强的模糊性,采用基于经典集合理论的传统模式识别方法无法得到与人类观察者相一致的检测结果。因此,实现屏缺陷自动化检测的重点就是要解决复杂背景下的图像分割、符合缺陷特点的特征参数提取和能够模仿人类进行推理、决策的模式识别技术。我司研发出一种新型的Mura检测算法：

Adaptive Local Window Size Adjustable for Mura Inspection

（自适应局部可调节窗口的Mura检测算法）

图5：算法图解

目前，随着三星显示器将研发重点转移到OLED上，将第五代LCD生产线出售给中国企业，未来几年LCD重心徐徐向中国转移。与此同时，随着中国企业加大投资，LCD产能还将保持着增长，预计到2022年，中国液晶显示器市场规模将达到1039亿元。液晶显示器的显示质量越来越高、显示界面越来越大，若不采用更深层度的检测技术，液晶显示器的应用能耗将会随之越来越高，这不符合当今高品质，高效率的理念要求。因此，作为高精密制造的最后一步的检测步骤，至关重要。纳研科技在设备研发的过程中，得到很多液晶屏企业的大力协助。纳研科技研发的LCM/OLED模组点灯检测设备并不是闭门造车，而是在与最终用户的密切合作过程中，不断更新完善我们的设备机构和检测算法。

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