一種用于研究偏光片結(jié)構(gòu)層參數(shù)在不同溫濕繞度下效果的智能設(shè)備

袁博 王雷

摘? ?要：目前有源矩陣有機(jī)發(fā)光二級(jí)面板顯示屏的使用層次主要為民用品，還沒(méi)有適用于極端溫度、極端濕度的產(chǎn)品出現(xiàn)，這是因?yàn)闆](méi)有對(duì)應(yīng)的測(cè)試設(shè)備。本文提出了一款新型設(shè)備，它可以通過(guò)改變偏光膜結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度，大量、反復(fù)、自動(dòng)測(cè)試使用了不同結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度的偏光膜的AMOLED，在不同的極端溫度、濕度、繞度的條件下，其亮度、對(duì)比度的還原情況，以及壽命，從而通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出適用于極寒、極熱、極干、極濕條件下的偏光膜結(jié)構(gòu)層材質(zhì)和厚度方案，從而生產(chǎn)出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：有源矩陣有機(jī)發(fā)光二級(jí)面板顯示屏? 偏光片? 檢測(cè)

Abstract： At present， the use level of the source Matrix organic light-emitting secondary panel display is mainly for people's supplies. It has not yet been applied to products with extreme temperatures and extreme humidity. This is because there is no corresponding test equipment. In this paper， a new type of equipment is proposed， which can be used to test AMOLEDs with different materials and thickness of polarizer film structure layer by changing the material and thickness of the polarizer layer. Under different conditions of extreme temperature， humidity， and winding， the reduction of brightness， contrast， and life span are obtained through data analysis to obtain a partial film structure suitable for extremely cold， extremely hot， extremely dry， and extremely wet conditions. Material and thickness scheme， In order to produce the corresponding product.

1? 引言

有源矩陣有機(jī)發(fā)光二級(jí)面板顯示屏（AMOLED）正逐漸成為目前最炙手可熱的顯示技術(shù)，在電視機(jī)、智能手機(jī)、投影顯示器和微型顯示器等領(lǐng)域隨處可看到其蹤影。由于AMOLED是金屬電極結(jié)構(gòu)，在室內(nèi)或外界強(qiáng)光下的反光，造成閱讀的干擾，需要在外AMOLED外部加上可抗環(huán)境光反射的偏光片，才能正常使用，所以偏光片對(duì)AMOLED的影響非常重要。

偏光片具有高穿透度是一個(gè)重要指標(biāo)。它是由偏光片的各個(gè)貼合層的材料、厚度所影響，由下而上依次為保護(hù)膜、三醋酸纖維素膜（TAC）或者聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（PMMA）、聚乙烯醇（PVA）、三醋酸纖維素膜（TAC）或者聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（PMMA）、保護(hù)膜。其中，偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜，PVA膜經(jīng)染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通過(guò)拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均勻二向吸收性能的偏光膜，其透過(guò)軸與拉伸的方向垂直。

現(xiàn)在AMOLED的使用層次主要為民用品，還沒(méi)有適用于極端溫度、極端濕度的產(chǎn)品出現(xiàn)。如果要設(shè)計(jì)這樣產(chǎn)品的偏光膜，就需要以通過(guò)改變偏光膜結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度，大量、反復(fù)、自動(dòng)測(cè)試使用了不同結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度的偏光膜的AMOLED，在不同的極端溫度、濕度、繞度的條件下，其亮度、對(duì)比度的還原情況，以及壽命，從而通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出適用于極寒、極熱、極干、極濕條件下的偏光膜結(jié)構(gòu)層材質(zhì)和厚度方案，從而生產(chǎn)出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。

本文基于現(xiàn)有技術(shù)，提出了一款用于研究AMOLED所使用的偏光片各結(jié)構(gòu)層參數(shù)，在不同溫度、濕度、繞度下，自動(dòng)檢測(cè)和分析對(duì)整體AMOLED壽命影響的智能設(shè)備。它可以做到：

（1）在內(nèi)部產(chǎn)生指定不同的環(huán)境溫度、濕度;

（2）對(duì)樣品使用機(jī)器人反復(fù)進(jìn)行指定大繞度折彎;

（3）自動(dòng)分析大繞度折彎后的AMOLED的成像效果，分析對(duì)比度、亮度，根據(jù)人工設(shè)置的閾值，判斷樣品的極限壽命;

（4）統(tǒng)計(jì)樣品的數(shù)據(jù)，擬合偏光膜結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度、溫度、濕度、繞度、壽命的曲線關(guān)系。

2? 機(jī)電部分

機(jī)電部分包括有：電腦、報(bào)警裝置、緊急開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)按鈕、程控高低溫濕實(shí)驗(yàn)箱、程控折彎裝置、圖像采集裝置、待測(cè)AMOLED的成像控制器。

圖1中1為電腦，用于控制程控高低溫濕實(shí)驗(yàn)箱、程控折彎裝置、圖像采集裝置、報(bào)警裝置的工作，為圖像分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)提供計(jì)算資源。

圖1中2為報(bào)警裝置，用于整體系統(tǒng)出現(xiàn)異常或者任務(wù)操作過(guò)程報(bào)警，包括有聲音報(bào)警、光電報(bào)警兩種。其中聲音報(bào)警為電腦音箱，用于提示操作者信息，包括有異常信息和任務(wù)操作信息;光電報(bào)警為采用工業(yè)用發(fā)光三色燈進(jìn)行報(bào)警;其中系統(tǒng)異常包括有溫度、濕度超過(guò)上下設(shè)定的偏差閾值，包括有圖像采集裝置中圖像采集死機(jī)、圖像穩(wěn)定性差、測(cè)試對(duì)象異常等。其中任務(wù)操作過(guò)程提示，包括任務(wù)設(shè)置提示音、任務(wù)進(jìn)行提示音、任務(wù)結(jié)束提示音。

圖1中3為緊急開(kāi)關(guān)，用于在發(fā)生異常時(shí)，通過(guò)電腦已經(jīng)無(wú)法暫停進(jìn)行進(jìn)程的緊急情況下，人為按下，暫停整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)程。它連接高低溫濕實(shí)驗(yàn)箱的加降溫濕的電源、程控折彎裝置的電源，平時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，按下時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)關(guān)。

圖1中4為開(kāi)關(guān)按鈕，用于正常狀態(tài)下，給系統(tǒng)所有部件打開(kāi)或者關(guān)閉電源。

圖1中5為程控高低溫濕實(shí)驗(yàn)箱，是密閉狀態(tài)，是整個(gè)系統(tǒng)工作的主要空間，它在電腦的控制下，對(duì)其內(nèi)部的空間進(jìn)行溫度和濕度的控制。進(jìn)行加溫、降溫、加濕、降濕，并保持在指定溫度、濕度值的工作。其結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的冷凝水溫濕度試驗(yàn)箱。

圖1中6和7為程控折彎裝置，圖1中6為采用機(jī)械手，圖1中7撐桿，對(duì)AMOLED進(jìn)行反復(fù)指定大繞度折彎。其結(jié)構(gòu)包括有2臺(tái)機(jī)械臂，1個(gè)撐桿。機(jī)械臂的執(zhí)行器為夾手，用于夾取AMOLED的兩邊，并進(jìn)行大繞度折彎動(dòng)作。撐桿為一個(gè)程控旋轉(zhuǎn)方向的橫桿，用于指定AMOLED折彎的位置。

圖1中8為和9為圖像采集裝置，固定在AMOLED上方，圖1中8為一個(gè)終端為滑臺(tái)的直角坐標(biāo)機(jī)器人，圖1中9為一個(gè)高清相機(jī)及鏡頭構(gòu)成，用于拍攝AMOLED顯示的圖像，然后進(jìn)一步分析狀態(tài)。其中，直角坐標(biāo)機(jī)器人為3坐標(biāo)，其終端為一個(gè)滑臺(tái)，滑臺(tái)上固定了高清相機(jī)及鏡頭。在使用時(shí)，操作人員，通過(guò)電腦，依據(jù)待測(cè)試AMOLED的尺寸，控制好直角坐標(biāo)機(jī)器人終端上固定的相機(jī)的位置，一般為正對(duì)著待測(cè)試AMOLED，AMOLED屏幕尺寸基本充滿相機(jī)成像范圍。

圖1中10為待測(cè)AMOLED的成像控制器，為用于在電腦的控制下，控制待測(cè)AMOLED顯示指定的顏色變化，顯示內(nèi)容為純白、純黑、純紅、純綠、純藍(lán)。該成像控制器為待測(cè)AMOLED的生產(chǎn)廠家提供，一般市場(chǎng)不流通，為供貨商內(nèi)部提供。圖1中11為待測(cè)AMOLED樣品。

3? 流程部分

如圖2所示，工作流程為：

Step1.操作人員通過(guò)電腦控制，放置樣品，輸入溫濕繞度測(cè)試范圍及參數(shù)、各個(gè)閾值、批次、樣品、重復(fù)次數(shù)，開(kāi)始測(cè)試;

Step 2.電腦控制程控高低溫濕實(shí)驗(yàn)箱到達(dá)指定參數(shù)條件;

Step 3.控制圖像采集裝置到達(dá)狀態(tài)，開(kāi)始拍攝;

Step 4.控制程控折彎裝置進(jìn)行指定繞度折彎;

Step 5.相機(jī)拍攝;

Step 6.區(qū)域提取;

Step 7.分量提取;

Step 8.異常檢測(cè)判斷，如果存在異常，進(jìn)入報(bào)警Step 9.如果不存在異常，進(jìn)入Step 11，判斷是否任務(wù)結(jié)束;

Step 9.報(bào)警;

Step 10.結(jié)束;

Step 11.判斷任務(wù)是否結(jié)束，如果結(jié)束，那么進(jìn)入Step 10;如果沒(méi)有結(jié)束，進(jìn)入到Step 12;

Step 12.判斷是否需要改變環(huán)境條件，如果不需要，那么進(jìn)入Step 4;如果需要，那么進(jìn)入Step 2。

4? 算法部分

圖像分析部分（見(jiàn)圖3）主要有區(qū)域提取、分量提取、特征提取三個(gè)步驟。

區(qū)域提取的任務(wù)為相機(jī)拍攝的所有區(qū)域中提取AMOLED的所有成像區(qū)域和AMOLED的大繞度折彎區(qū)域。它根據(jù)已知電腦提供給待測(cè)AMOLED的成像控制器的成像任務(wù)color_n，可知此刻圖像應(yīng)該檢測(cè)的分量，然后計(jì)算該分量的全局平均值color_avg_1（frame_n），再把所有的像素值與該全局平均值做比較，小于的認(rèn)為是照片的背景，大于等于的認(rèn)為是AMOLED的所有成像區(qū)域。

分量提取的任務(wù)為在提取AMOLED的所有成像區(qū)域和AMOLED的大繞度折彎區(qū)域中，根據(jù)電腦任務(wù)提供的color_n參數(shù)，提取其對(duì)應(yīng)的主體顏色分量，其過(guò)程與區(qū)域提取中的一致。

特征提取的任務(wù)為提取圖像中的特征，用于進(jìn)一步的判斷。具體特征包括有靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征，靜態(tài)特征有過(guò)程狀態(tài)中每張圖片的壞點(diǎn)數(shù)目、全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值，動(dòng)態(tài)特征有穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)圖片的壞點(diǎn)數(shù)目、全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值，穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)圖片與原始正常圖片的全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值的偏差，以及恢復(fù)的時(shí)間。

其中，穩(wěn)定狀態(tài)的定義為連續(xù)Tst次、上下幀圖片的平均全局平均亮度值。變化不超過(guò)百分比閾值。

在特征提取過(guò)程中，異常檢測(cè)為當(dāng)特征超過(guò)指定閾值時(shí)，該設(shè)備發(fā)出報(bào)警，提醒操作者，更換樣品或者其他信息，從而提高檢測(cè)速度。

質(zhì)量統(tǒng)計(jì)為采用ISO9000標(biāo)準(zhǔn)中3S的方法，統(tǒng)計(jì)在同一溫度、濕度、繞度的條件下，同一批次產(chǎn)品的多個(gè)樣品的特征的分布情況。特征包括有靜態(tài)特征有過(guò)程狀態(tài)中每張圖片的壞點(diǎn)數(shù)目、全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值，動(dòng)態(tài)特征有穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)圖片的壞點(diǎn)數(shù)目、全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值，穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)圖片與原始正常圖片的全局平均亮度值、區(qū)域平均亮度值的偏差，以及恢復(fù)的時(shí)間等。

曲線擬合為采用ISO9000標(biāo)準(zhǔn)中3S的方法，統(tǒng)計(jì)同一批次產(chǎn)品，在不同溫度、濕度、繞度的條件下，特征的分布情況，并且用曲線的方式擬合出來(lái)。通過(guò)這樣的不同產(chǎn)品的溫度、濕度、繞度下的產(chǎn)品質(zhì)量變化曲線，可以進(jìn)一步尋找偏光片的各個(gè)貼合層的材料、厚度，與溫度、濕度、繞度下的產(chǎn)品質(zhì)量變化曲線，達(dá)到本論文設(shè)計(jì)的目的。

5? 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前AMOLED的偏光片缺乏在極端溫度、極端濕度有對(duì)應(yīng)的測(cè)試設(shè)備問(wèn)題，本文提出了一款新型設(shè)備，它可以通過(guò)改變偏光膜結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度，大量、反復(fù)、自動(dòng)測(cè)試使用了不同結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)、厚度的偏光膜的AMOLED，在不同的極端溫度、濕度、繞度的條件下，其亮度、對(duì)比度的還原情況，以及壽命，從而通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出適用于極寒、極熱、極干、極濕條件下的偏光膜結(jié)構(gòu)層材質(zhì)和厚度方案，從而生產(chǎn)出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。

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