OLED 朝高分辨率、高刷新率、高亮度方向快速演进,显示均匀性成为制约面板良率与视效品质的核心瓶颈。本文从 OLED Mura 的产生机制讲起,说明 Demura 光学补偿技术的工作原理与产品关注要点。
Mura 指显示屏上出现的亮度或色度不均匀斑块。人眼可感知约 2% 的亮度差异,在低亮度、低灰阶场景下更加明显。
OLED 的 Mura 不是单一问题或单一制程导致的,而是 OLED 工艺全链路综合影响的结果。
OLED 像素由薄膜晶体管(TFT)驱动。在大面积玻璃基板上制备 LTPS 或 LTPO 背板时,各器件无法在完全一致的条件下完成:温度分布不均、液体流量差异、大板内外围成膜差异等一系列热、力、光、电、气、液不均因素,导致各 TFT 单元的阈值电压、载流子迁移率、漏电流等电学参数存在空间分布差异,直接影响像素电流,最终表现为不均匀的显示效果。
💡 通常在低亮、低灰阶画面下像素电流更小,波动差异被放大,Mura 也更加明显。
OLED 发光层、空穴传输层通过真空蒸镀制备。Mask 精度、蒸镀源的角度分布、基板平整度都会造成膜厚的面内波动。由于发光强度与膜厚呈非线性关系,哪怕纳米级的厚度波动也会引发明显的亮度差异。
此外,电极电阻分布不均、封装层的应力微形变、真空吸盘压痕等工艺因素,也会造成固定于设备设计点位的差异。
在使用过程中,不同区域像素因显示内容时长的差异,老化程度不一致,会留下残影式的 Mura。这部分发生在屏厂出货之后,不是 Demura 能救回来的,更多要依靠屏体材料寿命的提升来改善。
Demura 是通过算法补偿工艺制造偏差的技术,采用光学检测 → 建模拟合 → 数据补偿 → 烧录固化的技术路线。
通过 CCD 相机在暗室环境下采集面板在不同亮度灰阶下子像素的实际发光强度。为平衡精度、存储与产能,通常采集 R、G、B 单色画面中高、低亮度,不同灰阶依据面板能力做适配选择。
整个拍照采集系统需严格控制拍摄距离、角度以及暗室的亮度光照,消除镜头畸变与环境漏光导致的拍照信息不准。
业界主要基于 Gamma 函数描述像素灰阶与亮度的响应关系:
L = L₀ × (G/255)γ
通过多灰阶拍照采集拟合每个像素的 Gamma 参数,以画面中心的数值推算其他像素需要的灰阶补偿量:偏亮降低灰阶,偏暗提升灰阶,以此实现显示一致性。
实际程序上,为平衡精度与存储,通常采用分段 Gamma 拟合 + 插值的方案:在关键灰阶绑点拍照存储、计算精确补偿值,其他中间灰阶通过查表、算法插值的方式提供拟合的补偿值。
将补偿系数矩阵烧录到 DDIC 的存储或外挂 Flash 中。显示时,DDIC 实时读取原始灰阶数据,再经 Demura 模块查表转换后,输出最终显示需要的驱动值。
除了穿戴产品尺寸小、显示亮度与画面局限不需要 Demura 外,其他所有高端 OLED 产品线都需要 Demura 校准环节,以提升良率、降低成本。低亮度灰阶 Demura 是当下关注的重点难点,且随着产品演进、规格提升,挑战越来越大。
像素密度突破 500PPI 后,像素物理尺寸缩小,光学采集难度上升:受衍射极限限制,高倍率镜头景深收窄,需要更高分辨率才能实现子像素级解析,子像素光串扰失真加剧。同时,像素总量增长带来单帧采集和数据处理时长增加,挤压产线节拍;补偿 LUT 数据量膨胀,受存储容量限制,需要在补偿精度和数据压缩率之间做妥协。
高刷新率改变了像素的驱动模式:单帧充电时间缩短,TFT 充电不足导致工艺波动放大。同一面板在常规刷新率与高刷下的 Mura 分布、Gamma 曲线形态均存在明显差异,单套补偿 LUT 无法同时覆盖多个刷新率场景,切换刷新率时容易出现补偿失效、均匀性恶化。在 Demura 拍照采集端,高刷画面与相机曝光的同步精度也需提升,同步偏差会导致拖影和亮度误差。
OLED 基板在弯折过程中产生机械应力,改变 TFT 的阈值电压与载流子迁移率,同时引发功能层微形变,导致弯折区域的亮度、色度偏移。传统 Demura 无法保证折叠产品在使用过程中的均匀性。
高端屏幕普遍搭载多档 Gamma 模式与亮度档位,如标准 Gamma 2.2、影院 Gamma 2.6、HDR 模式、低亮度护眼模式。不同 Gamma 具有不同的亮度-灰阶响应曲线。若给每一档 Gamma 都单独生成 LUT,会数倍增加存储数据量,推高 DDIC 成本与烧录工序时长。
新型高效发光材料在提升光效的同时,对膜厚、掺杂浓度的工艺偏差更为敏感,对背板电流波动也更灵敏。叠层 OLED 等新结构由多层发光单元串联驱动,各层工艺偏差形成误差累积,Mura 成因更为复杂,仅靠灰阶补偿难以同时校准多层偏差,对补偿模型的维度与精度提出了更高要求。
📌 本文仅为行业科普,数据及结论以官方量产资料为准。