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研究生: 周千惠
Chien-Hui Chou
論文名稱: 彩色OLED亮度檢測及補償機制之研究
Study of Luminance Inspection and Compensation for Color Organic Lighting Emitiing Diode
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 阮張榮
Chang-Jung Juan
江茂雄
Mao-Hsiung Chiang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 110
中文關鍵詞: 有機發光二極體(OLED)亮度檢測均勻性彩度計補償機制區域補償表(ACLUT)
外文關鍵詞: Organic Light Emitting Diode(OLED ), Chorma meter, Area Compensation Look Up Table(ACLUT)
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  • 有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode )因其具有自發光性(不需背光模組)、亮度高、視角很廣、電壓需求低、效率高、反應快、重量輕、厚度薄以及其構造簡單等優點,而被視為21世紀最具發展性的產品之一。未來若能突破生產成本高及壽命問題,OLED將可取代LCD,成為新一代熱門平面顯示器。
    因OLED具有前瞻性,目前很多研究皆針對OLED的製程設計,材料分析,及檢測題材作探討。而在檢測方面,則有暗點、刮傷、亮度不均、色純度不一等問題,其中亮度不均問題多以材料、製程方面做改善,但其花費的時間跟人力都很多,所以本研究提出一自動化亮度檢測及補償機制,以達到面板亮度均勻性,提昇產品的品質。
    本研究乃針對有機發光二極體面板作研究,透過彩度計CS200檢測面板各區的RGB平均亮度值及色度座標,首先先校正RGB三色的灰階值使面板顯現的白光不失真,再透過線性運算方式將所有區域應補償的值建立一ACLUT,嵌入驅動電路裡,使面板在輸出顯示之前先透過補償程式再將補償後資料傳送至顯示暫存器,讓面板的發光亮度均勻性得到較好的結果。
    本研究以96×64之面板進行實驗,以電流驅動方式點亮OLED面板,而白光經由校正灰階值及補償亮度值後,其CIE色度座標由[0.28 , 0.34]偏綠的顏色校正為[0.31 , 0.32]較接近存白光顏色的區域,而補償後亮度均勻性也由原本72.53%提升到91.27%,其均勻性提高了18.74%,印證本方法能有效改善因面板製程而造成色彩失真及亮度不均的影響。


    OLED (Organic Light Emitting Diodes) is regarded as one of the most competitive products in the 21st century, because they are self-emission (don’t need backlight ), high brightness, wide view angle , low driving-voltage , high efficiency, fast response , light weight , slim profile and simple structures etc. If the problems of high production cost and short lifetime can be overcome in the future, OLED maybe replaces LCD to become a popular Flat Panel Display in the new generation.
    Because of the prospect of OLED, a lot of research discuss on the design of the manufacture process, Material analysis, and the study of inspection. The inspection of OLED shows some shortages such as dark point, surface scratch, non-uniform luminance, lack of color uniformity etc. Among them, the issue of non-uniformity is improved by changing material or manufacture process. But those spend too much time and manpower. Thus, this research proposes an automation system of luminance inspection and compensation that can raise the uniformity of display luminance and improve the quality of the products.
    This study focuses on the uniformity compensation of color Organic Light Emitting Diode panels. It measured the average luminance and the C.I.E. chromaticity coordinates of RGB of each area panels by the chroma meter. Firstly, it should adjust the gray levels of RGB to obtain the correct white balance. Then, the system computes the compensation value of all area in the panel to Area Compensation Look-up table(ACLUT) and inset to driving circuit through the linear interpolation equation. Before appearing all pixel signals on the panel by ACLUT, the original pixel signal should be compensated to get the luminance uniformity.
    This research carries on the experiment with the OLED panel of 96* 64 driven by the electric current. Before compensation, the C.I.E. chromaticity coordinates of white light is [0.28, 0.34] that is towards the green light, and the luminance uniformity of white lighting is 72.04 %. After the compensation, the C.I.E. chromaticity coordinates of white light is [0.31, 0.32] that is towards pure white light, and the luminance uniformity of white lighting is 93.76 %. The luminance uniformity increases 21.74 %. So it proves that this method can effectively improve the non-uniform luminance which may be caused by manufacture process.

    摘 要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 xi 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機與目的 3 1.3研究方法 5 1.4本文架構 6 第二章 有機發光二極體原理與檢測方法 7 2.1有機發光二極體(OLED)顯示器 7 2.1.1有機發光二極體元件結構 8 2.1.2有機發光二極體的發光原理 11 2.1.3有機發光二極體驅動技術 14 2.1.4有機發光二極體全彩化技術 21 2.2 顯示器視覺色彩學 27 2.2.1色彩三要素 27 2.2.2色彩三屬性 30 2.2.3 色彩模型 31 2.3顯示器檢測文獻探討 36 2.3.1檢測種類 36 2.3.2視覺檢測系統 38 第三章 亮度均勻性檢測及補償方法 40 3.1 亮度檢測 41 3.1.1量測亮度之分類 41 3.1.2 區域檢測規範 43 3.1.3檢測取樣數採用中值法 46 3.2均勻性計算方式 47 3.3亮度補償原理 47 3.3.1線性內插運算 48 3.3.2 ACLUT原理與補償設計 50 第四章 系統架構與實驗設計 52 4.1系統硬體架構 52 4.1.1 色度計量測儀器 53 4.1.2 OLED實驗面板 58 4.1.3馬達驅動平台 61 4.2 系統軟體設計 62 4.2.1 色度計控制程式 62 4.2.2 步進馬達驅動程式設計 65 4.2.3面板驅動IC程式 67 4.3 整合系統 68 第五章 實驗結果與討論 74 5.1 OLED面板灰階檢測與校正 75 5.2亮度檢測及補償 77 5.2.1 紅光檢測 77 5.2.1 綠光檢測 86 5.2.3 藍光檢測 95 5.5 校正補償後之實驗檢測 104 第六章 結論與未來發展 107 6.1研究結論 107 6.2未來發展 109 參考文獻 111

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