顯示器正在縮小：測量較小的LED，像素和子像素

如今的設備顯示器越來越依賴于小型發光元件，比如LED（發光二極管）和OLED（有機發光二極管），以提供消費者所期望的高分辨率觀看體驗。為了生產這些顯示器，制造商們一直在利用最新的技術發展成果來提供更小的發光元件，以將越來越多的這類元件整合到同一空間，從而產生更高的像素計數和更清晰的圖像。

在技術行業，我們喜歡使用首字母縮略詞，在這里，關鍵首字母縮寫詞是PPI，意為“像素/英寸”。PPI的數量越多，顯示屏的分辨率則越高。舉例來說，在1998年，諾基亞5110手機顯示屏每平方英寸包含65像素。相比之下，如今的一臺4K電視在水平維度上包含大約4,000像素（因此稱為“4K”電視）。

在上面的示例中，隨著像素密度從10 PPI增加到20 PPI，每平方英寸中的像素數量將會增加，并且單個像素的尺寸將小得多。

圖片來源：Scientiamobile。

像素計數將轉換為空間分辨率，這決定了圖像清晰度和圖像中可見的細節。

如今的智能手機顯示屏包含數千甚至數百萬像素。隨著顯示器的像素密度或PPI增加，將可以看到更多的微小細節和更清晰的圖像。隨著miniLED和microLED顯示器的市場關注度增加，精確測量微小細節的需求將會繼續增長。顧名思義，miniLED和microLED顯示器由微型LED（尺寸分別為100-200μm和<100μm）陣列組成，每個LED包含唯一的像素。由于顯示器質量受到其像素級輸出的直接影響，因此在顯示器設計和制造方面越來越需要測量日益小型化的發光元件以保證精度，并確保顯示器設備成品的精度。

這對于OLED、LED或microLED等發光顯示器來說尤其如此，其中，顯示器中的每個像素產生其自身的亮度，這通常會導致不同像素的輸出出現較大的變化。這些個體變化可能導致即使在遠處也可見的不均勻性，特別是在高亮度狀態下觀看顯示器時。當近距離觀看顯示器時，比如佩戴頭戴式增強現實和虛擬現實設備或智能眼鏡，像素缺陷和其他微小缺陷可能會變得尤其明顯。

為了測量像素密集的顯示器和單個發光元件，Radiant提供一種特別設計的鏡頭選項：顯微鏡頭。該顯微鏡頭專為小型光源和顯示器特征的高分辨率成像而設計，使您能夠對極小的組件和特征進行表征，比如單個LED、顯示器像素和亞像素。

該鏡頭可直接安裝到分辨率為200萬到4300萬像素的任何ProMetric?成像色度計或亮度計上使用。顯微鏡頭與Radiant ProMetric或TrueTest?軟件搭配使用，提供緊湊且高效的亮度測量解決方案，用于控制顯示器、小型光源和其他設備的視覺質量。該鏡頭可用于確定原型設計像素輸出及像素模式和形狀的精確度，或者測量特定應用所選擇的單個發射器。

Radiant顯微鏡頭與ProMetric Y系列成像亮度計搭配使用。

像素幾何結構

顯示器中的單個像素元素（紅光、綠光和藍光二極管）可能以許多不同的模式排列。舉例來說，計算機顯示器（矩形或正方形）的像素組件通常以垂直條帶模式排列。許多智能設備制造商采用專有的像素模式來提高顯示器的視覺性能，以超越競爭產品。顯示器制造商需要能夠檢測這些模式，以根據預期的設計確保準確度。

三種不同OLED顯示屏的亞像素布局樣本。

如果沒有非常高分辨率的系統和能夠進行顯微測量的光學元件，如下圖中所示的亞像素模式可能難以表征。顯微鏡頭可將高分辨率成像系統（最高4300萬像素）采集的圖像放大5倍或10倍。這種高精度使設計制造商能夠確保精確的亞像素布局、形狀和RGB顏色模式。正如下面的圖片插圖所示，我們可以采集到非常小的空間區域中極其微小的細節，在光區之間具有大量分離的情況下對各個元素進行適當成像。

通過使用Radiant的顯微鏡頭，我們可以采集亞像素級的微小細節，以檢測亞像素幾何結構和模式。

對單個LED進行表征

LED的物理結構（二極管光源）比大多數其他光源更為復雜。每個發射器內的材料、機械或電氣缺陷可能會導致亮度和色度缺陷。單個LED的評估對于確保LED系統的性能及LED陣列的亮度和色度均勻性至關重要。

Radiant顯微鏡頭可用于評估單個LED或LED陣列的屬性，包括：

• LED均勻性
• LED邊緣對比度（均勻性下降）
• LED之間的串擾效應（陣列或面板上的LED給相鄰LED帶來干擾照明）
• 分段截線圖，顯示LED亮度均勻性

單個LED的測量圖像（左）和顯示邊緣對比度的LED分段截線圖（右），其中，亮度水平在給定距離內（以毫米為單位）呈下降趨勢。
TrueTest軟件中顯示的結果。

文章轉載自Radiant Vision Systems，作者：Anne Corning

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