Mura(不均勻性)的測量

"Mura"一詞源于日語，用來描述人觀看顯示器時感知到的不均勻性。隨著近幾年大型電視和智能手機顯示的問世，圖像顯示中的亮度和色品不均勻問題也接踵而至。在2002年"SEMU"的定義已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。其全稱為"SEMIMuraUnit（國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會云紋單位）"，已由SEMI※標(biāo)準(zhǔn)化為一種測量單位。它同時適用于液晶顯示器LCD和平板顯示器FPD。測量時需要一個二維色度計，而且對樣品亮度和云紋區(qū)域面積都要進(jìn)行測量。

日本電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會（JEITA）在2000年發(fā)布的EIAJED-2810”有機發(fā)光顯示模塊測量方法"包含了測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H3×V3（9個點）顯示區(qū)域的亮度和色品測量值，所以測量這9個點以外的云紋時就不是很有效。

目前沒有測量云紋的標(biāo)準(zhǔn)方法，但為獲得一定的客觀評價，最好是采用二維色度計測量亮度，用CCD傳感器測量色品。實現(xiàn)上述功能的二維色度計需要具備下列功能和性能。采用二維色彩亮度計CA-2500，其分辨率為980x980，傳感器靈敏度與人眼相近，每個CCD像素的靈敏度誤差也可達(dá)到最小。驅(qū)動軟件包含了突出云紋的功能。這項功能可獲得每個測量點周圍一定大小區(qū)域內(nèi)的平均云紋，并將其用作平滑數(shù)據(jù)。它會以二維形式給出每個測量點數(shù)據(jù)和平滑數(shù)據(jù)的比值。所以，當(dāng)樣品亮度均勻時，它會突出整個顯示區(qū)域。通過軟件CA-S20w可采集樣品的偽彩圖，觀察偽彩刻度可辨識屏幕內(nèi)亮度的分布狀況，同時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)計的調(diào)整。

圖4、CA-S20w的亮度與Mura的評估

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估區(qū)域內(nèi)指定點的橫縱區(qū)域亮度不均勻性

結(jié)論與展望：

分光型點式色彩亮度計CS-2000因其精度高，可用作顯示屏測量與檢驗的基準(zhǔn)機，用以驗證二維色彩亮度計在測量背光模組或顯示屏的亮度與色度準(zhǔn)確性。點式亮度計存在間隔取點測量時間長，在測量時往往隨著測量點增加而耗時過長。而且點式色彩亮度計不能對整體區(qū)域的發(fā)光情況做分析，特別是對整個發(fā)光面的Mura（不均勻性）分析不夠完整。

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

隨著TFT-LCD與AMOLED在智能手機、電視、智能腕表的應(yīng)用增加，研發(fā)與在線檢測人員需要對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，在研發(fā)的上游使用高精度的分光型色彩亮度計作基準(zhǔn)機，在產(chǎn)線上使用二維色彩亮度計做檢測能為生產(chǎn)商提升顯示屏良品檢測的精度與效率提供有效的保證。

參考

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

2)EIAJED-28102000有機發(fā)光顯示模塊測量方法，JEITA

3)Vol.5,《光的語言》，Ver.2柯尼卡美能達(dá)

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