应用于同一张显示屏的LED芯片筛选方案

应用于同一张显示屏的LED芯片筛选方案

       一、逐点校正技术概念

　　当前LED芯片生产制程现状，决定了即便是同批次生产出的LED芯片，其个体间发光强度与主波长依然存在相当大的差异性。对于LED显示应用来说，这种差异性将严重影响显示质量，必须首先通过分光分色对光度、色度以及电参数等指标进行分类筛选后，才能应用于同一张显示屏上。

　　然而，用分光分色的方法来解决芯片个体光度色度不一致的问题，由于精度不足，后续工艺流程的影响，以及老化过程的光衰不一致等因素，并不能达到完美画质。此外，已使用一段时间后的显示屏也会因光衰不一致等因素显示质量下降，出现“花屏”，这也是分光分色鞭长莫及的。

　　因此，业界尝试从显示屏制造的最后一道流程着手，通过对差异性的LED灯点采用差异性的驱动来解决该问题，这就是逐点校正。

　　上世纪90年代后期，国内外出现逐点校正的理论雏形，并开启了这一技术的实践探索。然而，由于缺乏适用的通用数据采集工具以及技术壁垒等因素，该技术的研究长期处于不连续、不系统，自成一家缺乏交流的状态，逐点校正也缺乏一个公认的定义。

　　目前，比较合理的定义为：逐点校正，即通过对LED屏上的每颗灯点区域的亮度(和色度)数据进行采集，得出对于每颗灯点的校正系数(或对于每个像素的系数矩阵)，将其反馈给显示屏的控制系统，由控制系统应用校正系数实现对每颗灯点的差异性驱动，从而大幅提高显示屏的像素亮度(色度)均匀性。

　　二、逐点校正技术组成

　　从上面的定义可以看到，逐点校正技术可以分解为以下四个部分：

　　1. 原始数据采集;

　　2. 校正数据生成;

　　3. 驱动控制;

　　4. 采集系统与控制系统的结合;

　　以下就这四个方面分别进行分析阐述。

　　2.1 原始数据采集

　　原始数据采集是逐点校正的第一步，是最基础的一步，也是发展最缓慢最艰难的一步。按照采集参数看，可分为亮度数据和色度数据两种;按照采集对象分，可分为模块级采集，箱体级采集与全屏分区域采集;按照采集环境分，可分为工厂模式采集与现场模式采集;

　　从采集的技术路线与工具的角度看，则大致可以分为以下几个方向：

　　1. 机械装置+光度探头：即用机械传动装置控制光度探头依次逐个采集每颗灯点的数。早期的实验装置曾经是屏体垂直于地面放置，用机架等间距移动亮度计逐点测量。后来逐渐发展为机台形式，模块或单元板水平放置，探头垂直采集数据。为提高效率，单个机台可装置多个探头，笔者见闻中单机台最多探头数为16个，以箱体为单位进行采集。

　　这种采集方法的优点在于精度高，但也有着致命的缺陷：效率低。难以实现大规模工业化应用。此外，无法实现现场校正。近年来，随着技术进步，这种机台式采集方法正渐渐地淡出历史舞台。

　　2. 数码相机：利用数码相机对灯点的成像灰度数据，来实现逐点校正，可说是当前最廉价的采集解决方案。08年以来，几大显示屏控制系统厂商均陆续大力投入研发力量，开发自己的相机采集系统，开展逐点校正的实践，大大促进了逐点校正技术的推广和普及。

　　数码相机方案的优点在于设备相对廉价，缺点在于精度低、稳定度差，个体间一致性差异也很大，难以满足大规模工业生产的需求。此外，数码相机方案多由控制系统厂商结合自身系统独立开发，互不兼容。

　　3. 基于CCD的平面亮度/色度分布测量仪器：此类仪器的研发伴随着全球平板显示产业的高速增长，其利用成像亮度测量原理，可高效获取成像平面上任意区域的亮度/色度值。自06年以来，日本、美国、丹麦、法国、德国以及中国均有相关产品陆续问世，但能满足LED逐点校正实用化特殊要求的却寥寥无几。

　　这类设备精度高，稳定性好，校正效果佳，但价格相对昂贵。

　　4. 工业CCD采集方案：上述几个方向之外，还有一些基于工业相机的解决方案，如Barco公司自行开发的工业相机模组校正流水线方案;再如逐点校正的先驱长春希达，他们自主研发并持续完善的工业 CCD校正方案，是国内首创的亮色一体校正解决方案。

　　工欲善其事，必先利其器。随着采集工具的效率提高，功能增强，逐点校正的数据采集有了更广泛的空间和可能性，从工厂延伸到了现场，从新屏延伸到了老屏，从平面屏扩展到了弧形屏乃至异形屏。

　　2.2 校正数据的生成

　　校正数据的生成可分解为3个部分，一是原始数据修正处理，二是校正目标值的设定，三是校正数据的计算生成。其中最重要的技术突破在于“原始数据修正处理”，尤其是现场校正环境下的数据修正。