OLED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

OLED（OrganicLight-EmittingDiode，有機(jī)發(fā)光二極管）具有自發(fā)光特性，因此OLED不像LCD屏需要燈管作為背光源，只要有電流通過(guò)，這種有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。該技術(shù)由美國(guó)柯達(dá)公司的鄧青云博士在1979年發(fā)現(xiàn)，在1997年日本先鋒公司首次將單色的OLED應(yīng)用在汽車(chē)音響面板上，開(kāi)啟了OLED產(chǎn)業(yè)化。目前OLED顯示技術(shù)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)可分為PMOLED(被動(dòng)驅(qū)動(dòng)式)和AMOLED(主動(dòng)驅(qū)動(dòng)式)兩大類(lèi)。我們所接觸到的OLED屏幕絕大多數(shù)指的是AMOLED。

OLED應(yīng)用非常廣，包括電視、智能手機(jī)、智能穿戴、VR、汽車(chē)顯示、汽車(chē)照明燈等。目前智能手機(jī)領(lǐng)域OLED滲透率已經(jīng)達(dá)到了15%，其中不少高端機(jī)型還采用了柔性O(shè)LED屏。而在中高端智能手表當(dāng)中，幾乎全部采用AMOLED顯示屏。

與LCD相比，OLED優(yōu)勢(shì)顯著。OLED的自發(fā)光特性使其亮度高，分辨率大，利于實(shí)現(xiàn)彩色化，擁有非常廣闊無(wú)失真視角，同時(shí)大大減少了功耗。OLED響應(yīng)速度只有LCD的千分之一，通常以微米為單位，不會(huì)出現(xiàn)LCD顯示運(yùn)動(dòng)畫(huà)面的拖影現(xiàn)象。OLED采用固態(tài)物質(zhì)，沒(méi)有液晶物質(zhì)，提高了抗震性能。

雖然OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展欣欣向榮，但傳統(tǒng)的LCD還是占據(jù)了絕對(duì)的市場(chǎng)份額，原因就是OLED大面積推廣仍存在瓶頸。首先，目前OLED面板生產(chǎn)的很多核心技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷，形成技術(shù)壁壘制約OLED產(chǎn)品的推廣；其次，良品率是衡量面板生產(chǎn)線成熟與否的主要指標(biāo)之一，對(duì)生產(chǎn)成本有很大的影響，良品率較低也是目前OLED成本較高的主要原因之一，同時(shí)也是制約OLED大面積推廣的主要原因之一。

機(jī)器視覺(jué)定義及在工業(yè)上的應(yīng)用

旭鑫智能機(jī)器視覺(jué)是利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)的輔助設(shè)備來(lái)模擬人的視覺(jué)功能、代替人眼進(jìn)行相關(guān)物品的測(cè)量和判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀世界的二維場(chǎng)景或者三維場(chǎng)景的感知、識(shí)別和理解。

機(jī)器視覺(jué)工業(yè)上體現(xiàn)為自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（automatedopticalinspection，AOI）或稱(chēng)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)（machinevisioninspection,MVI）。AOI（或者M(jìn)VI）是一項(xiàng)綜合的技術(shù)，其集成了圖像傳感技術(shù)、圖像處理技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。

圖1.AOI原理圖

AOI采用光學(xué)成像方法（如相機(jī)，或者一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)成像系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)類(lèi)似人眼的視覺(jué)成像功能，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后把結(jié)果反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種規(guī)定的任務(wù)。

基于機(jī)器視覺(jué)的AOI系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性、高精度和高速度，從而在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。許多領(lǐng)域像冶金、化工、建材、安全保衛(wèi)、工件等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，這些工業(yè)對(duì)象復(fù)雜，過(guò)程設(shè)計(jì)參數(shù)眾多，并且有許多不確定性。在極端環(huán)境（高低溫環(huán)境、對(duì)象形狀不確定或者難以使用普通的測(cè)量手法進(jìn)行測(cè)量）下，要建立確定的自動(dòng)化系統(tǒng)是非常困難的。因此，使用常規(guī)控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制。對(duì)于這類(lèi)復(fù)雜對(duì)象的自動(dòng)控制，可通過(guò)機(jī)器視覺(jué)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

基于機(jī)器視覺(jué)的AOI系統(tǒng)可用于工業(yè)領(lǐng)域的許多方面，如零件檢測(cè)、尺寸測(cè)量、零件的缺陷檢查、零件裝配、機(jī)器人的引導(dǎo)和零件的識(shí)別等。目前應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)最多的領(lǐng)域是電子工業(yè)，其次是汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)、木材工業(yè)、紡織工業(yè)、食品加工業(yè)等。

將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用在產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中，具有低人力成本、避免人工檢測(cè)主觀性強(qiáng)等特點(diǎn)，可有效提升產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)流程的效率。一方面，利用機(jī)器視覺(jué)代替人工視覺(jué)檢測(cè)的方法，單片產(chǎn)品的檢測(cè)效率上會(huì)比人工檢測(cè)更高，特別在大批量工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，有利于提升產(chǎn)線的生產(chǎn)速度；另一方面，對(duì)于精密零件的質(zhì)量檢測(cè)，機(jī)器視覺(jué)可以提供更加準(zhǔn)確的檢測(cè)精度，更為精細(xì)的檢測(cè)結(jié)果。視覺(jué)檢測(cè)還可以保證產(chǎn)品檢測(cè)的一致性，在對(duì)產(chǎn)品的合格性檢測(cè)之余，還可以對(duì)產(chǎn)品偏差值進(jìn)行測(cè)量和反饋，為生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量提供進(jìn)一步分析的可能性。

機(jī)器視覺(jué)在OLED上的應(yīng)用

相比LCD的高良品率和高產(chǎn)能，OLED的制造工藝改進(jìn)成為OLED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的人工目檢OLED需要大量的勞動(dòng)力，檢測(cè)結(jié)果易受質(zhì)檢人員主觀因素影響，高強(qiáng)度質(zhì)檢作業(yè)對(duì)質(zhì)檢人員的眼睛傷害很大，已滿(mǎn)足不了現(xiàn)代大規(guī)模OLED工業(yè)高速，高精確的檢測(cè)要求。而一個(gè)基于機(jī)器視覺(jué)的AOI系統(tǒng)能減少人工成本，統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，提升生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)產(chǎn)能，滿(mǎn)足OLED工業(yè)生產(chǎn)需求?；跈C(jī)器視覺(jué)的AOI能進(jìn)一步用于缺陷的分析，找出各類(lèi)缺陷形成的原因，分析產(chǎn)線薄弱的環(huán)節(jié)。其次從源頭把關(guān)，剔除不合格OLED屏，以免被安裝上啟動(dòng)電路，造成不必要的浪費(fèi)。最后用于確定缺陷的類(lèi)型和位置，對(duì)這些缺陷進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。

OLED屏幕生產(chǎn)過(guò)程中導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的原因有屏幕的生產(chǎn)裝配時(shí)落入灰塵與異物；驅(qū)動(dòng)IC與有源器件接觸不良；基板上存在劃痕或屏幕破裂；信號(hào)電極或掃描電極存在短路或者短路的情況等。在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，我們更傾向于根據(jù)缺陷的形態(tài)和面積來(lái)對(duì)它們進(jìn)行劃分，常用比較簡(jiǎn)答的分類(lèi)有點(diǎn)類(lèi)缺陷、線類(lèi)缺陷和Mura類(lèi)缺陷。另一方面，對(duì)于無(wú)形態(tài)特征的缺陷則雖然較難對(duì)它們進(jìn)行準(zhǔn)確的分類(lèi)，但總的來(lái)說(shuō)有可以分為顯示不均勻、顯示異常、混色等這些常見(jiàn)的類(lèi)別。

旭鑫智能在機(jī)器視覺(jué)工業(yè)檢測(cè)上獲得的卓越成績(jī)

旭鑫智能在OLED屏幕缺陷檢測(cè)中，把缺陷主要分為以下五大類(lèi)：點(diǎn)類(lèi)，線類(lèi)和MURA類(lèi)、影像類(lèi)、OLED類(lèi)。點(diǎn)類(lèi)缺陷主要有亮點(diǎn)和暗點(diǎn)缺陷，其表現(xiàn)為屏幕上呈現(xiàn)發(fā)亮或者發(fā)暗的小點(diǎn)。線類(lèi)缺陷主要分為亮線與暗線缺陷，表現(xiàn)為水平或垂直貫穿屏幕一列或多列像素的過(guò)亮或過(guò)暗。Mura類(lèi)缺陷主要分團(tuán)狀、條狀、不規(guī)則形狀等，mura相較于點(diǎn)、線的形態(tài)上更不規(guī)則或更淡。影像類(lèi)則包括顯示異常、顯示不均勻等，通常表現(xiàn)為屏幕出現(xiàn)面積較大且較為明顯的顯示問(wèn)題。OLED類(lèi)則是在在彩色通道下呈有顏色的團(tuán)狀缺陷。

缺陷示意圖

缺陷檢測(cè)流程示意圖

缺陷檢測(cè)流程如上圖所示，先由成像端拍攝圖像傳進(jìn)算法，經(jīng)定位和校正后，分不同類(lèi)別的缺陷檢測(cè)器檢測(cè)上述各類(lèi)缺陷，最后將檢測(cè)結(jié)果記錄并在圖像上框出。

從檢測(cè)算法的角度，對(duì)傳入成像首先必須滿(mǎn)足缺陷在圖像上可見(jiàn)這一要求；其次每次傳入成像的差異不能過(guò)大，以保證算法檢出效果的穩(wěn)定性。除此之外，對(duì)于不同大小的屏幕，成像精度也有其最低要求，最少需要相機(jī)精度小于屏幕的單個(gè)物理像素在成像上的大小，以保證屏幕上細(xì)小像素點(diǎn)的缺陷能夠順利檢出。

OLED屏幕相對(duì)LED屏幕成像相對(duì)穩(wěn)定，由于沒(méi)有背光板，少了LED屏幕檢測(cè)中經(jīng)常出現(xiàn)的漏光問(wèn)題。而其他方面如點(diǎn)、線、團(tuán)等與普通的LED屏幕檢測(cè)思路相似，通過(guò)缺陷在屏幕成像上的視覺(jué)差異，利用其與屏幕正常發(fā)光區(qū)域的對(duì)比度，計(jì)算得到缺陷信息。