Mura(不均勻性)的測(cè)量

"Mura"一詞源于日語(yǔ)，用來(lái)描述人觀看顯示器時(shí)感知到的不均勻性。隨著近幾年大型電視和智能手機(jī)顯示的問(wèn)世，圖像顯示中的亮度和色品不均勻問(wèn)題也接踵而至。在2002年"SEMU"的定義已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。其全稱(chēng)為"SEMIMuraUnit（國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(huì)云紋單位）"，已由SEMI※標(biāo)準(zhǔn)化為一種測(cè)量單位。它同時(shí)適用于液晶顯示器LCD和平板顯示器FPD。測(cè)量時(shí)需要一個(gè)二維色度計(jì)，而且對(duì)樣品亮度和云紋區(qū)域面積都要進(jìn)行測(cè)量。

日本電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（JEITA）在2000年發(fā)布的EIAJED-2810”有機(jī)發(fā)光顯示模塊測(cè)量方法"包含了測(cè)量亮度均勻性和白色色品均勻性的方法。但是，這些方法都是基于對(duì)H3×V3（9個(gè)點(diǎn)）顯示區(qū)域的亮度和色品測(cè)量值，所以測(cè)量這9個(gè)點(diǎn)以外的云紋時(shí)就不是很有效。

目前沒(méi)有測(cè)量云紋的標(biāo)準(zhǔn)方法，但為獲得一定的客觀評(píng)價(jià)，最好是采用二維色度計(jì)測(cè)量亮度，用CCD傳感器測(cè)量色品。實(shí)現(xiàn)上述功能的二維色度計(jì)需要具備下列功能和性能。采用二維色彩亮度計(jì)CA-2500，其分辨率為980x980，傳感器靈敏度與人眼相近，每個(gè)CCD像素的靈敏度誤差也可達(dá)到最小。驅(qū)動(dòng)軟件包含了突出云紋的功能。這項(xiàng)功能可獲得每個(gè)測(cè)量點(diǎn)周?chē)欢ù笮^(qū)域內(nèi)的平均云紋，并將其用作平滑數(shù)據(jù)。它會(huì)以二維形式給出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)和平滑數(shù)據(jù)的比值。所以，當(dāng)樣品亮度均勻時(shí)，它會(huì)突出整個(gè)顯示區(qū)域。通過(guò)軟件CA-S20w可采集樣品的偽彩圖，觀察偽彩刻度可辨識(shí)屏幕內(nèi)亮度的分布狀況，同時(shí)了解到在背光模組邊緣的亮度均勻性較差，呈紅色分布，主要原因與側(cè)背光發(fā)光不均有關(guān)。通過(guò)3D偽彩圖可知在背光左下角的發(fā)光亮度比其它區(qū)域要高，跟背光設(shè)計(jì)有關(guān)。根據(jù)軟件CA-S25w的等高線顯示功能，可了解到樣品的邊緣亮度高于平均亮度，中間區(qū)域亮度不足，研發(fā)人員可根據(jù)等高線亮度分布做背光設(shè)計(jì)的調(diào)整。

圖4、CA-S20w的亮度與Mura的評(píng)估

圖5、CA-S20w的3D亮度偽彩圖顯示

圖6、CA-S25w的等高線功能更清晰反映樣品的亮度不均勻區(qū)域

區(qū)域的亮度不均勻觀察可以通過(guò)軟件多種功能顯示，其中CA-S25w的截面圖功能能顯示指定地方的數(shù)據(jù)，顯示不同地方的亮度均勻性。明顯地，樣品的上底部與下底部發(fā)光情況不一致，可能與導(dǎo)光板反射或偏光光路輸出有關(guān)，也有可能由于玻璃或薄膜霧度不同造成出光量不一致。

圖7、CA-S25w的截面圖功能顯示評(píng)估區(qū)域內(nèi)指定點(diǎn)的橫縱區(qū)域亮度不均勻性

結(jié)論與展望：

分光型點(diǎn)式色彩亮度計(jì)CS-2000因其精度高，可用作顯示屏測(cè)量與檢驗(yàn)的基準(zhǔn)機(jī)，用以驗(yàn)證二維色彩亮度計(jì)在測(cè)量背光模組或顯示屏的亮度與色度準(zhǔn)確性。點(diǎn)式亮度計(jì)存在間隔取點(diǎn)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，在測(cè)量時(shí)往往隨著測(cè)量點(diǎn)增加而耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)。而且點(diǎn)式色彩亮度計(jì)不能對(duì)整體區(qū)域的發(fā)光情況做分析，特別是對(duì)整個(gè)發(fā)光面的Mura（不均勻性）分析不夠完整。

采用二維色彩亮度計(jì)則可以提升背光模組或整塊顯示屏的檢測(cè)效率，特別是在量產(chǎn)檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)每批次的樣品檢測(cè)，只需要拍攝樣品圖片即可后期對(duì)樣品發(fā)光情況分析。不但提升了檢測(cè)效率，還能對(duì)整體的發(fā)光情況了解，更便利研發(fā)與在線檢測(cè)的使用。采用二維色彩亮度計(jì)在保證測(cè)量位置垂直樣品無(wú)仰角的情況下，測(cè)量數(shù)據(jù)與分光型的點(diǎn)式亮度計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)接近，從而驗(yàn)證了二維色彩亮度計(jì)的可用性。

隨著TFT-LCD與AMOLED在智能手機(jī)、電視、智能腕表的應(yīng)用增加，研發(fā)與在線檢測(cè)人員需要對(duì)屏幕的背光以及顯示屏組裝完后的發(fā)光情況進(jìn)行分析與檢測(cè)，在研發(fā)的上游使用高精度的分光型色彩亮度計(jì)作基準(zhǔn)機(jī)，在產(chǎn)線上使用二維色彩亮度計(jì)做檢測(cè)能為生產(chǎn)商提升顯示屏良品檢測(cè)的精度與效率提供有效的保證。

參考

1)IEC61747-6-3-2011Measuringmethodsforliquidcrystaldisplaymodules，VESA

2)EIAJED-28102000有機(jī)發(fā)光顯示模塊測(cè)量方法，JEITA

3)Vol.5,《光的語(yǔ)言》，Ver.2柯尼卡美能達(dá)

4)周光明,莫穗東，梁田喜，點(diǎn)式色彩亮度計(jì)與二維色彩亮度計(jì)在顯示測(cè)量中的應(yīng)用,2014柯尼卡美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司，東莞威仕侖儀器科技有限公司