解读丨自由形态显示屏生产解决方案：设计师和先进车载显示之间的桥梁

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本文作者：Gal Shaham 奥宝科技显示事业部高级总监， Nilly Peltz 奥宝科技显示事业部高级经理

汽车市场为自由形态显示屏提供了一方用武之地，让面板和汽车设计师能够运用更加丰富的元素，远不止是方形和直线的。过去，制造商只能生产矩形面板，导致创造性大大受限。现在，有了新的先进制造解决方案可用于检测、测试并修复缺陷，设计师可以实现任意形状的车用显示屏设计，其复杂程度更高，功能也更丰富。

异形显示屏的出现，意味着汽车设计师可以在任何形状内嵌入显示屏，包括沿其外周或是遍及整个显示平面。这样一来，位于显示平面上的摄像头和传感器等过往无法制造的特性，现在都可以实现。如今的显示屏可以提供更多形状和尺寸，满足当下和未来对车内电子产品日益增长的需求。

显示屏的设计趋势

汽车显示屏的设计趋势包括加大尺寸、异形和多曲线设计、高亮度、快速响应、增加可视角度和降低功耗。液晶显示屏限制了这些汽车显示屏趋势的采用，我们可以看到，许多面板制造商正在转向 OLED 和 microLED 等新型显示技术。

智能和自动驾驶汽车中的应用领域包括中控台显示屏、仪表盘、驾驶员信息显示屏和摄像头信息显示屏（如下图）。这些新型应用还在不断增加，它们的设计或多或少地需要以下属性：

· 异形的显示屏形状，适应车内越来越多的位置

· 超窄边框，尽可能增大每块显示屏的可用面积

· 出色的耐久性和可靠性，满足极端温度和安全需求

· 较高的宏观显示质量，保持均匀并且尽量减少阴影缺陷

· 新兴的显示技术，如 OLED 和 microLED，提高图像质量和亮度

汽车设计师大可放心，即将推出的新型技术解决方案会帮助制造商生产出具有这些重要属性的高质量显示屏。

自由形态和超窄边框

安全性至上的汽车应用显示屏，其质量和可靠性往往容易受到生产过程中缺陷的影响。任意形状和窄边框会让这一问题雪上加霜。有两项工艺控制技术可以帮助质量控制人员保证满足汽车领域的无缺陷要求，实现异形形状和超窄边框，即自动光学检测 (AOI) 和电性测试。

因设计而产生的主显示屏和周边区域几何形状（面积、形状、形态或图案）变化，AOI 解决方案通过使用智能算法，进行缺陷检测和分类。传统矩形设计的薄膜晶体管背板（TFT 背板）图案简单而重复，而异形和超窄边框设计的 TFT 背板图案则较为复杂且无重复。一些检测解决方案还加入了针对设计有效区域内打孔设计的专门检测算法。直接利用面板设计数据可以编辑检测程序进而大大缩短导入量产的时间，如此一来，制造商从第一块玻璃开始就能实现成熟设置，不受工艺变化影响，检测灵敏度可灵活适应，甚至可以识别多层材料中极其轻微的工艺变异。

异形显示屏（圆形玻璃）周边检测

另一种先进的制造解决方案是电性测试，通过测量实际显示像素在制造工艺中产生的电场，检测影响异形显示屏光学质量的电性故障。如上所述，这种解决方案可以测试各类显示屏的形状和尺寸，还能减少操作设置，同时提高测试速度。

出色的耐久性和可靠性

为确保安全，汽车显示屏需要具备出色的耐久性和可靠性。如果缺陷未被发现，可能会导致重大显示质量问题，进而影响车辆安全。为确保达到汽车市场要求的质量水平，制造商需要使用各种制造控制解决方案：AOI、电气测试、人工智能 (AI) 和修复解决方案，如光刻胶再图形化。

一些 AOI 解决方案可在一次扫描中使用多个照明角度和波长，从而提供卓越的检测能力。这些图像包括明场（反射）、暗场（角度）和背光（透射）视图。背光照明可为金属层提供非常高的对比度，非常灵敏地检测开路和短路缺陷，同时还能检测“背面”缺陷。暗场照明是一种独特的检测技术，可以突出显示边缘、高度差异和颗粒，并且可以从多个方向操作。它可以提高系统对各类微小缺陷的敏感性，如图案中的材料缺失或过量。

一些光学检测解决方案采用的超高分辨率检测可以检出亚微米级缺陷。这些细微缺陷在初期可能是无关紧要的瑕疵。如果未能发现，这些瑕疵随时间推移可能会成为电路中的致命缺陷。  高温和低温，以及在极端条件下自然发生的压力及材料的收缩和膨胀，都会加重这些缺陷。

通过电性测试找出应力，可以预测潜在的致命缺陷。例如，“接近开路”在应力测试中可能变成开路缺陷，从而在生产早期阶段检出生产线缺陷。更进一步，可以运用人工智能对所有点缺陷进行分类，减少误报和致命点缺陷漏检，最终提高良率。人工智能可以保证很高的致命缺陷检出率，同时提供前期预警，以便改善制造工艺和减少废品。随着工业 4.0 合规也成为汽车制造市场的一项要求，人工智能可以提供所需的可追溯性。人工智能可以根据识别记录验证任何缺陷的历史和位置。

在应力测试下，阵列测试可以预测电路中潜在的致命缺陷

一种称为光刻胶再图形化的解决方案可以修复缺陷，从而确保较高的显示质量。它可以安全地修复光刻胶短路，同时不会对显示屏造成任何损害。

宏观显示质量

就宏观显示质量而言，宏观（阴影、对比度和/或颜色/灰度变化）和微观缺陷检测都十分重要。由于生产工艺问题导致的这两种显示屏瑕疵，AOI 解决方案均可检出。光学检测解决方案可以在一次扫描中使用多个照明角度和波长，识别并分类不同类型的宏观缺陷。

电性测试和人工智能对于宏观显示质量同样很有帮助，可以提供 Mura 产量控制，对可能导致缺陷的工艺事件进行提前预警，并实现 Mura 控制过程的自动化。

新标准

鉴于汽车显示屏面临的高要求，这一行业需要新的标准，以确保新型显示屏设计的可靠性和安全性。这些标准应当综合全面，可通过针对任何显示屏、任何触摸面板和任何图案设计的良率提升解决方案来实现。应纳入随时间推移可能变为致命程度的缺陷预测和修复，以及零缺陷漏检。这样就能对有效区域和周边区域进行检测和分类，包括微观和宏观缺陷。

工业 4.0 规章同样也很重要，利用人工智能驱动的技术增强检测和分类，实现检测和测试的自动化。该合规标准还要保存检出缺陷的历史记录（超过一年）和每块显示面板的工艺步骤，从而实现可追溯性。最后，这些标准应当从第一块玻璃开始就能够实现成熟设置，从而缩短量产时间，使参与制造工艺的所有相关方均可从中受益。

（本文经奥宝科技授权发布）

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原文始发于微信公众号（DIC显视界）：解读丨自由形态显示屏生产解决方案：设计师和先进车载显示之间的桥梁