LED顯示面板之自動化均勻度檢測及驅動補償機制研究

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

LED 顯示面板之自動化均勻度檢測及驅動補償機制研究 研究成果報告(精簡版)

計 畫 類 別 ： 個別型

計 畫 編 號 ： NSC 95-2221-E-011-192-

執 行 期 間 ： 95 年 08 月 01 日至 96 年 08 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學自動化及控制研究所

計 畫 主 持 人 ： 蔡明忠 共 同 主 持 人 ： 阮張榮

計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理：葉書佑、吳宗諭

報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文

處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢

中 華 民 國 96 年 11 月 02 日

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告 LED顯示面板之自動化均勻度檢測及驅動補償機制研究 Study of automatic luminance inspection and compensation

mechanism for driving LED Panels

計畫編號：NSC 95-2221-E011-192

執行期限：95 年 8 月 1 日至 96 年 7 月 31 日

主持人：蔡明忠 國立台灣科技大學 自動化及控制研究所 副教授 共 同 主 持 人：阮張榮 華夏技術學院 電子系 副教授

計畫參與人員：葉書佑、吳宗諭 一、摘要

發光二極體(Light Emitting Diode)因具 有壽命長、高亮度、視角廣，低電壓驅動等 特性，所以LED 顯示器被廣泛地利用在大型 電視牆、指示器、字幕機等的消費性產品上。

本研究針對 16X16 的彩色 LED 面板模組建 立ㄧ自動化亮度檢測及補償平台，首先透過 輝度計對待測面板模組進行亮度量測，將所 量測到的亮度值，經過計算得到一補償查詢 表(Compensated Look Up Table，CLUT)。

CLUT 內儲存每一像素的補償比例值，而各 像素之CLUT 乃利用最小平方誤差法找出一 組適合每一灰階之CLUT。應用 CLUT 針對 不均勻的像素點調整其灰階值，使面板在顯 示前，先透過補償系統進行資料轉換，再將 資料送至顯示暫存器，讓面板的發光均勻度 能得到較好的結果。補償前面板的發光均勻 度大約在80%左右，補償後發光均勻度能改 善到95%以上，其均勻度提高了 15%左右。

其實驗結果顯示本方法能有效的改善 LED 面板模組的發光均勻性。

關鍵字：發光二極體面板模組、亮度均勻性、

補償查詢表(CLUT)

Abstract

Based on the superior properties of the LEDs such as, low powers consumption, quick electronic response, long lifetime and wide viewing angle, they can be generally used for

information display, communication, indicator of consuming electronic product. In this study, we integrate an automated optical inspection technology, luminance calibration and compensated driver to improve the display uniformity of a 16X16 LEDs module. Firstly, a spectrum meter is used to analyze the difference of LED’s wavelength. Then a luminance meter is equipped to measure each LED within the LED module which is put on a XY-table. The measured luminance data are analyzed and a compensated Look Up Table (CLUT) is created according to the LED’s luminance curves. A LED module with 16 by 16 pixels was lighted and compensated in this paper. The improved luminance uniformity of over 95% was achieved. The experiment results show the proposed compensation mechanism can improve the luminance uniformity.

Keywords: Light Emitting Diode module (LED), Luminance Uniformity, Compensated LUT (CLUT)

二、緣由與目的

發光二極體具有低驅動電壓、高壽命、

安全和省電特性。有鑒於高亮度LED 目前已

朝向高功率技術發展，以及藍光LED 的發展 技術成熟，配合可變式資訊系統之電子顯示 系統，LED 顯示器已大量的被應用在各種消 費性產品上。LED 顯示器雖然具有許多優點 可成為戶外大型顯示器主流。然而業界在 LED 面板生產線上所需之理想檢驗機器也 不普遍，於是為了節省成本和提升競爭力，

各家廠商和學術單位也都有提出各種檢測 方法來提升產品的良率。林柏羽[6]提出應用 倒傳遞網路模型來分析與檢測 LED 顯示是 否正常。其採用低成本的USB 網路攝影機作 為LED 影像擷取裝置，並透過倒傳遞網路模 型先將標準的LED 影像輸入當訓練樣本，訓 練完成的網路模型，就可用來自動檢測待測 LED 是否正常，達到電子產品 LED 自動化 檢測之目的。劉憲勳[7]提供一套 LED 準確 又快速的檢測方法，首先他利用光功率計量 測LED 水平和垂直兩方向的照度分佈，再利 用CCD 拍下量測面上 LED 的照度分佈，將 兩組數據導入類神經網路，欲建立一套光功 率計和 CCD 的照度對應類神經網路，以達 到快速檢測LED。將未參與訓練的兩組數據 輸入至網路中，所得到的輸出向量和目標向 量接近，其類神經網路推廣能力是良好的。

賴永昌[8]依據 LED 的光電特性，開發一套 自動化檢測系統，其檢測結果能夠顯示於自 行設計的人機介面中，並且可將其所量測的 數據由報表輸出，可做為LED 出廠前分級制 度的參考。黃志銘[9]設計一快速量測 LED 照度分佈的實驗架構，可快速檢測LED 的光 強分佈，並與傳統量測 LED 光強分布作比 較，發現兩者相關係數達0.98 以上，可快速 建立LED 的光學模型，促使相關人員更能掌 握LED 的光學特性。K.Takahashi, S.Nakajima 和 S.Takeuchi[2]針對 LED 顯示器模組(RGB 三色LED 為一個像素，共 256 個像素)，利 用一銀質樹脂做為反射片，大大減低熱對 LED 發光色彩的影響。

現今雖然有不少文獻提出之檢測方法 能夠達到快速和準確的檢測LED，但大多都 只有著重針對單顆LED 做探討，且鮮少討論 到電氣驅動和亮度校正的問題。因此本研究 嘗試以輝度計 BM7 結合 XY 步進馬達平 台，量測彩色LED 面板模組亮度分布狀況，

利用數值分析運算各個 pixel 需補償的比例 值，建立一補償查詢表(CLUT，Compensated Look Up Table)，使面板在傳送影像資訊前先 經過 CLUT 作補償值轉換後再顯現到面板 上，以達到亮度補償的目的，解決發光均勻 度不良的問題。

三、研究方法

本研究以彩色 LED 面板模組為研究對 象進行亮度檢測及補償，如圖 1 所示，首先 利用輝度計BM7 檢測 LED 模組的亮度值，

再根據各pixel 的亮度分布狀況，建立補償查 詢表 CLUT，使得面板再顯示畫面之前先經 過CLUT 亮度補償，以達到面板亮度均勻化 的效果。而本研究之研究方法大致可分為三 大部分：

圖1 LED 實驗面板實體圖

(一) 光譜檢測

LED 屬於自發光元件，呈現各種顏色則 和本身使用的材料及混光方式所造成的。

LED 廠商針對 LED 色彩的檢測方式多使用 光譜分析方式來進行，若LED 發光波長相差 3nm 以內就分屬為同一級。因此本研究在檢 測LED 面板模組亮度均勻性之前，須檢測模 組內各顆LED 之光譜分佈是否一致。

(二) 均勻度檢測

1. 區域檢測

現行各廠牌公司針對顯示器發光亮度檢 測方法，有分為5 區(sharp)、9 區(HannStar、

Philips)、13 區檢測(LG)，而大多都採用美國 國家標準協會(ANSI)所制定的 9 區檢測及 13 區檢測。圖 2 為 13 區檢測示意圖，而圖 3 為 LED 模組針對 13 區檢測實際所量測之區 域。目前對於檢測顯示器面板的亮度均勻性 取樣標準不盡相同，並無統一作法，但檢測

取樣的數目越多，則會愈接近整各面板的實 際亮度顯示情況。因此本研究針對16X16 的 LED 面板模組的亮度檢測方法，採用十三區 檢測方式，期望以較嚴謹的方式，得到較高 的檢測準確度。

圖2 13 區檢測示意圖 圖 3 LED 模組 13 區實際檢測區域

示意圖

2. 均勻性計算方式

在平面顯示器中，發光的亮度與發光亮 度的均勻性，是相當重要的規範之一。如果 顯示器的四周與中間的發光亮度不一樣，對 使用者而言，在視覺的感官上是不太舒適，

尤其越大的面板均勻性會越差，相對就越顯 得均勻性的重要性，像是TV 電視及廣告看 板顯示器等，因其面板尺寸較大，對均勻性 的要求越高。因此如何使FPD 的顯示均勻性 提高，一直是業界研究設計的方向。對於面 板發光亮度之均勻性的計算方式有幾種方 式，有些是取中間亮度值與周圍亮度值的比 值當為均勻度，也有將測得的最小亮度值除 以最大亮度值即為此面板的均勻度。而本研 究考慮整個面板的亮度分布狀況，將面板分 為十三個區域，分別測量每個區域中心點的 亮度，再把量測到亮度最大值減最小值除以 平均值，最後再乘上百分比，即是此面板發 光亮度的均勻性百分比，如式(1)。其百分比 越高表示均勻性越佳，面板畫素顯示的越均 勻，在人類視覺感受上越舒服。

面板發光亮度均勻性計算方式為：

( )

% 100 1 ^{max min} ⎥×

⎦

⎢ ⎤

⎣

⎡ −

−

=

ave Uniformity

L L

L L

如以13 區檢測為例，其中Lmax為L[1], L[2], L[3], …, L[13]中最大的亮度值；Lmin是

L[1], L[2], L[3], … L[13]中最小的亮度值；而 Lave則是L[1], L[2], L[3], ……, L[13]的平均 亮度值。

(三)補償方法

本研究除了對 LED 面板模組進行亮度 檢測外，也針對亮度較不平均的像素進行亮 度補償，以提高模組整體的亮度均勻性。在 改善LED 面板均勻性的問題之前，必須先討 論如何決定LED 的亮度。本系統利用輝度計 實際量測 LED 實驗面板模組之亮度與灰階 曲線，主要針對LED 面板模組之中間區域上 中下的LED 來進行量測，其量測結果如圖 4 所示，由圖中可發現RGB 和白光之灰階值與 亮度值的關係呈線性比例，因此我們可利用 線性補償方式作亮度均勻性的改善。另外也 可由此關係圖發現，在同一種顏色畫面底 下，不同位置的pixel 在同一灰階值底下所呈 現之亮度值大小並不一樣，也就是LED 模組 亮度不均勻的情況。

圖4 LED 面板之 RGBW 亮度與 灰階關係曲線

本研究所使用之實驗LED面板模組總共 有 16X16 個pixel，因此可利用輝度計量測 256 筆亮度值，利用鄰近週遭像素亮度分佈 情形，來決定亮度不均勻像素之亮度值。首 先我們先決定目標亮度為多少（目標亮度可 為最大亮度或是平均亮度），經過運算後，就 可找出各個亮度和目標亮度的比例關係K。

圖5 為本系統補償原理示意圖，其中X1,X2,X3

代表模組中每一顆LED，而L1,L2,L3分別代表 X1,X2,X3的亮度值，假設L2 為每顆LED亮度 的目標亮度，各顆LED經過各別的比例因子 調整過後，調整成和L2 一致的亮度值，而達 到較佳的亮度均勻性。

L1’ = L1 x (L2/ L1) L3’ = L3 x (L2/ L3)

圖5 亮度補償原理示意圖

查表運算（Look Up Table）是使用一個 索引的陣列當作新的輝度值補償表；利用鄰 近週遭像素的分佈狀況，來決定某一點像素 的亮度值，並預先將它建成表，以供未來檢 測期望的需求，免去複雜且龐大的運算量。

CLUT 方法並不需要使用到任何濾波器或是 塑模，且所產生後的影像品質也不錯。將補 償表放置於顯示資料輸入端，依顯示位址找 到補償對應表，即可進行亮度均勻補償動 作。LED 亮度檢測共建立 256 筆資料的 CLUT 補償表，假設補償後值為L’，補償前原始亮 度值為L，而 i 表示為第 i 個像素，則 CLUT 補償表裡的每一筆資料可表示為以下式子

K L

L

i=0,1,2…255 其中 為各像素之亮度和目標亮度的補償 比例。而補償程式流程方塊圖如圖6 所示。

K

圖6 補償程式流程方塊圖

(四)系統架構

本實驗以驅動電路板裝置點亮所需檢測 的LED 面板模組，控制 XY-table 步進馬達移 動輝度計至面板模組檢測區域，以高精度亮 度量測設備輝度計量測模組內各顆 LED 亮 度值，以供電腦分析使用，圖 7 為本研究之 系統架構圖與實體圖，其中包含 XY 步進馬 達平台、BM7 輝度計、彩色 LED 面板模組、

驅動電路板。而此系統是以Visual Basic 6.0 程 式 語 言 開 發 系 統 程 式 ， 整 合 BM7 與 XY-table 設備，透過人機介面經由 RS232 控 制系統動作，人機介面主要畫面有硬體設備 的參數設定及檢測數據、馬達座摽位置顯 示，還可即時觀測檢測的區域。

L1 L2 L3

x1 x2 x3

L1’ L2’ L3’

x1 x2 x3

圖7 系統架構圖

圖8 系統操作人機介面 四、研究成果

本研究針對 16X16 之 LED 面板模組進 行亮度檢測與補償，首先使用光譜儀對LED 作色度量測，再使用輝度計BM7 進行亮度檢 測，並以XY-table 平台承載輝度計移動到量 測位置，達到對整塊LED 模組進行自動化亮 度檢測。在實驗過程中，針對LED 發光色度 檢測，需使用LED 量測套筒，以防止外在光 源對LED 發光色彩之光譜分布造成影響。針 對我們實驗環境光源而言，LED 發光亮度在 有環境光影響以及沒有環境光影響下，發光 亮度大約相差10nits，於是針對 LED 亮度檢 測實驗，都是在暗室環境下進行並啟動暗點 校正，令實驗結果誤差能夠對小。

電腦端

CLUT 256(R) X 256(G) X 256(B)

Compensated Display Data Original

PWM single LED Display

(一) LED 面板模組色度檢測

LED 發光色彩和本身所使用之材料及混 光方式有密切之關係。LED 廠商針對 LED 發光色彩之檢測標準為若 LED 發光波長相 差3nm 以內就分屬為同一級，而分屬同級內 之LED 就可組裝在同一塊模組內。因此本研 究欲使用一光譜分析儀對待測 LED 模組之 光譜分布進行檢測與分析。我們將模組內 4X4 顆 LED 分為一個區塊進行光譜量測，如 表1 所示，觀察其光譜峰值偏移量以及相對 應之色度座標，以下分別為 RGB 三色 LED 之光譜量測結果。

表1 LED 模組 4X4 區塊示意圖 X

Y 1 2 3 4

1 (1,1) (2,1) (3,1) (4,1) 2 (1,2) (2,2) (3,2) (4,2) 3 (1,3) (2,3) (3,3) (4,3) 4 (1,4) (2,4) (3,4) (4,4) 紅光

LED

(a) 1~8 區塊 (b) 9~16 區塊 圖9 紅光 LED 16 區塊光譜峰值分布圖 表2 16 區塊紅光 LED 光譜峰值表

X

Y 1 2 3 4

1 628.4nm 628.8nm 630.2nm 629.3nm

2 629.3nm 628.4nm 628.8nm 628.8nm

3 628.8nm 628.4nm 629.3nm 629.7nm

4 628.8nm 627.5nm 627.9nm 628.4nm

最大:630.2nm 最小:627.5nm 最大與最小差:2.7nm 平均:628.8nm 標準差:0.666

綠光

LED

(a) 1~8 區塊 (b) 9~16 區塊 圖10 綠光 LED 16 區塊光譜峰值分布圖 表3 16 區塊綠光 LED 光譜峰值表

X

Y 1 2 3 4

1 523nm 523.4nm 523.4nm 523.4nm

2 523nm 523nm 523.9nm 523.4nm

3 523.4nm 523nm 523.4nm 523nm

4 ^523.9nm 523.9nm 523.4nm 523.9nm

最大:523.9nm 最小:523 nm 最大與最小差:0.9nm 平均:523.4 nm 標準差:0.346

藍光

LED

(a) 1~8 區塊 (b) 9~16 區塊 圖11 藍光 LED 16 區塊光譜峰值分布圖 表4 16 區塊藍光 LED 光譜峰值表

X

Y 1 2 3 4

1 459.5nm 459.5nm 460.5nm 460nm

2 459.5nm 459.5nm 460nm 460.5nm

3 460nm 459.5nm 460nm 459.5nm

4 460nm 460nm 460.5nm 460nm

16 區塊藍光 LED 光譜峰值曲面

最大:460.5 nm 最小:459.5nm 最大與最小差:1nm 平均:460 nm 標準差:0.375

由以上 RGB 三色光譜檢測結果可以發 現，LED 光譜峰值分佈與色度在各 16 區塊 的LED 原色光下，可以看出有些微差異，其 中紅光 LED 的最大偏移量為 2.7nm，綠光 LED 的最大偏移量為 0.9nm，而藍光 LED 的 最大偏移量為1nm，這些差異與原 LED 發光 色彩分批標準(3nm)相比結果是相符的。

(二) RGB 亮度均勻性檢測及補償

本研究針對 RGB 白光四種顏色光源在不 同灰階值下進行亮度檢測及補償實驗。首先 觀察LED 模組在補償前亮度值分布狀況，建 立一適當的CLUT 對 LED 模組做補償，最後 對補償後模組進行亮度均勻性檢測，以驗證 補償後模組的亮度均勻性是否改善。

紅光檢測與補償結果

此實驗主要檢測模組在紅光不同灰階值 下補償前後亮度均勻性情況，而以灰階值 40~100 各別進行檢測，採用十三區檢測並配 合均勻性計算公式，式(3.1)，計算出模組之 亮度均勻性。本研究嘗試利用一組補償查詢 表來針對紅光的各灰階畫面進行補償，我們 首先找出紅光在灰階 40~100 之各別補償比 例值，如K40~K100，再利用最小平方誤差法 找出一組最適合各灰階的補償比例值KR。利 用這組補償查詢表針對紅光在各灰階下來進 行補償。而紅光灰階50 在補償前之亮度均勻 性為85.75%，圖 12 為灰階 50 補償前的亮度 分佈圖。而補償後之亮度均勻性為98.59%，

圖13 為灰階 50 補償後的亮度分佈圖。紅光 灰階100 在補償前之亮度均勻性為 85.77%。

而補償後之亮度均勻性為94.82%。

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 100 120 140 160 180 200

LED X Counters R50

LED Y Counters

Luminance

補償前亮度均勻性：85.75%(13 區) 36.3%(16×16) 圖12 紅光灰階 50 補償前的亮度分佈圖

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 100 120 140 160 180 200

LED X Counters R50

LED Y Counters

Luminance

補償後亮度均勻性：98.59%(13 區) 98.2%(16×16) 圖13 紅光灰階 50 補償後的亮度分佈圖 綠光檢測與補償結果

針對綠光檢測及補償，我們一樣針對綠 光在灰階40~100 之補償查詢表，利用最小平 方誤差法找出一組適合綠光各灰階比例值 KG，再利用這組補償查詢表針對綠光在各灰 階下來進行補償。綠光灰階50 在補償前之亮 度均勻性為 83.3%，圖 14 為灰階 50 補償前 的亮度分佈圖。而補償後之亮度均勻性為 97.68%，圖 15 為灰階 50 補償後的亮度分佈 圖。綠光灰階 100 在補償前之亮度均勻性為 84.35%，而補償後之亮度均勻性為 96.15%。

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 200 250 300 350 400

LED X Counters G50

LED Y Counters

Luminance

補償前亮度均勻性：83.3%(13 區) 42%(16×16) 圖14 綠光灰階 50 補償前的亮度分佈圖

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 200 250 300 350 400

LED X Counters G50

LED Y Counters

Luminance

補償後亮度均勻性：97.68%(13 區) 97.3%(16×16) 圖15 綠光灰階 50 補償後的亮度分佈圖

藍光檢測與補償結果

針對藍光檢測及補償，我們一樣針對藍 光在灰階40~100 之補償查詢表，利用最小平 方誤差法找出一組適合藍光各灰階比例值 KB，再利用這組補償查詢表針對藍光在各灰 階下來進行補償。藍光灰階50 在補償前之亮 度均勻性為83.57%，圖 16 為灰階 50 補償前 的亮度分佈圖。而補償後之亮度均勻性為 96.15%，圖 17 為灰階 50 補償後的亮度分佈 圖。藍光灰階100 在補償前之亮度均勻性為 75.82%，而補償後之亮度均勻性為 96.02%。

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 100 110 120 130 140 150 160

LED X Counters B50

LED Y Counters

Luminance

補償前亮度均勻性：83.57%(13 區) 46.6%(16×16) 圖16 藍光灰階 50 補償前的亮度分佈圖

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 100 110 120 130 140 150 160

LED X Counters B50

LED Y Counters

Luminance

補償後亮度均勻性：96.15%(13 區) 95.7%(16×16) 圖17 藍光灰階 50 補償後的亮度分佈圖 白光檢測與補償結果

此實驗主要檢測模組在白光不同灰階值 下補償前後亮度均勻性情況。由於白光是由 RGB 三色混光所形成的，於是針對白光各灰 階之補償表由先前之 RGB 三色各補償查詢 表來進行補償。白光灰階50 在補償前之亮度 均勻性為76.8%，圖 18 為灰階 50 補償前的 亮 度 分 佈 圖 。 而 補 償 後 之 亮 度 均 勻 性 為 88.16%，圖 19 為灰階 50 補償後的亮度分佈

圖。白光灰階 100 在補償前之亮度均勻性為 74.37%。而補償後之亮度均勻性為 87.72%。

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 400 450 500 550 600 650 700

LED X Counters W 50

LED Y Counters

Luminance

補償前亮度均勻性：75.8%(13 區) 47.9%(16×16) 圖18 白光灰階 50 補償前的亮度分佈圖

0 5

10 15

20

0 5 10 15 20 400 450 500 550 600 650 700

LED X Counters W 50

LED Y Counters

Luminance

補償後亮度均勻性：88.16%(13 區) 91.2%(16×16) 圖19 白光灰階 50 補償後的亮度分佈圖 由以上 RGB 在灰階 50、100 所量測出來 的亮度值作分析，發現模組因為材料或製程 關係造成亮度的分佈狀況並不是很均勻，而 其亮度均勻性大約維持在 76%~86% 之間，

其中以藍光的亮度均勻性表現的最差。而經 過CLUT 機制補償之後，其亮度均勻性大都 可提升至95%以上，其中白光補償過後的亮 度均勻性大約只能提升到88%左右，因未針 對 LED 白光做白平衡，以致 LED 所顯現的 並不是真正的純白光，加上可能量測時輝度 計BM7 之量測誤差，為可能是導致白光的均 勻性無法補償到90%以上的原因。表 5 表示 LED 模組 RGBW 畫面在灰階 40~100 補償前 之亮度均勻度，表 6 表示 LED 模組 RGBW 畫面在灰階40~100 補償後之亮度均勻度。

表5 RGBW 畫面灰階 50~100 補償前均勻度

40 50 60 70 80 90 100 R 85.7 85.75 85.22 84.7 86.2 85.6 85.7 G 85.5 83.3 84 86.8 84.7 86.2 84.3 B 78.1 83.57 82 78.2 78.2 78.8 75.8 W 77.2 75.8 76.9 77 75.8 74.7 73.3

Unit: %

表6 RGBW 畫面灰階 50~100 補償後均勻度

40 50 60 70 80 90 100 R 96.2 98.6 95.5 96.8 96.1 96 94.8 G 95.2 97.7 98.5 96 96 96.7 96 B 96 96.2 97.7 95.3 95.6 96 96 W 88.7 88.2 88.1 87.5 87.8 87.9 87.7

Unit: % 五、結論

基於人眼檢測的不穩定性與因製程或材 料上造成亮度不均的瑕疵，本研究開發一自 動化亮度檢測及補償之系統。此系統以輝度 計 BM7 搭 配 XY-table 步 進 馬 達 再 配 合 PC-Base 建立一自動化檢測系統。就本研究 之實驗結果與討論，可歸納出以下幾個結論：

(1) 本研究建立一自動化檢測系統，利用高 精度及靈敏度高的輝度計檢測面板的亮度 值，其檢測速度最快為0.5 秒/次，再結合微 步進馬達精準定位輝度計位置達到全面性檢 測功能。自動化檢測平台可減少人為判斷所 造成的誤差，大幅增加後端檢測作業的速 度。(2) 本研究針對彩色 LED 顯示器模組的 RGB 亮度均勻性進行檢測，本實驗以三原色 RGB 為補償標準，各別檢測 RGB 面板的亮 度值，再依據各灰階之亮度值建立補償查詢 表 CLUT，再利用最小平方誤差法找出一組 補償表可適合各灰階之亮度，使面板經補償 過後可提升其亮度均勻性。由實驗結果得 知，未補償前模組的亮度均勻性大約在80%

左右，經過補償之後，其亮度均勻性可提升 至95%以上，其中白光可提升到 87%以上。

證明本研究提出之補償機制是可行的。(3) 本研究方法除了可以應用在 LED 顯示器 上，也可推廣至其他相關顯示驅動技術一樣 的平面顯示器上，如OLED 顯示器上。

六、誌謝

感謝國科會計畫NSC 95-2221-E011-192 提供研究補助，以及佰鴻工業針對LED 面板 模組和研究上技術上的指導。

七、參考文獻

[1] Chang-Jung Juan, Ming-Jong Tsai ^,,

“Controller with Voltage-Compensated Driver for Lighting Passive Matrix Organic Light Emitting Diodes Panels”, Asia Display/IMID ’04 The 24th International Display Research Conference/ The 4th International Meeting on Information Display, EXCO DAEGU, KOREA(post P-76) August 23~27, 2004.

[2] K.Takahashi, S.Nakajima,S.Takeuchi

“Full Color LED Display Panel Fabricated on a Silicon Microreflector”

IEEE., Tenth Annual International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, 1997. MEMS '97, Proceedings, 26-30 ,pp.356 – 359, Jan. 1997.

[3] Chang-Jung Juan, Ming-Jong Tsai ^,,

“Implementation of a Novel System for Measuring the Lifetime of OLED Panels”, IEEE Trans. on Consumer Electronics Vol.49,NO.1, pp.1-5 ,Feb.2003.

[4] Ming-Jong Tsai, S. Y. Yeh, K. S. Wang, Chang-Jung Juan, “Compensation Implementation for Improving Luminance Uniformity of Light Emitting Diode Array Panel”, Proceedings of Asia display 2007, Volume 1, Shanghai, China, pp.293-297, Mar. 12-16, 2007.

[5] Ming-Jong Tsai, S. Y. Yeh, K. S. Wang, Chang-Jung Juan, “Compensation Controller Design for Improving Luminance Uniformity of Light Emitting Diode Array Module”, Proceedings of 2007 international Display Manufacturing Conference and Exhibition (IDMC’07), Taipei, Taiwan, July 03-06, 2007.

[6] 林柏羽，“應用倒傳遞網路於電子產品 之LED 自動化檢測系統＂，私立大同大 學資訊工程研究所，碩士論文，2004。

[7] 劉憲勳，“利用類神經網路從 CCD 照相 機之照片去獲得發光二極體二維光強度 分佈＂，國立中央大學光電科學研究 所，碩士論文，2004。

[8] 賴永昌，“LED 光電特性量測系統之開 發＂，國立屏東科技大學機械工程系，

碩士論文，2004。

[9] 黃志銘，“大面績發光二極體二維發光 分佈模擬與量測＂，國立中央大學光電 科學研究所，碩士論文，2003。

算

計畫成果自評(NSC95-2221-E011-192)：

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價值、是否 適合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。

(1) 本研究已建立一 LED 顯示器模組自動化檢測系統，利用高精度彩色分析儀，針 對彩色 LED 顯示器模組的 RGB 亮度均勻性進行檢測，依據各灰階之亮度值建立 補償查詢表(CLUT)，再利用最小平方誤差法找出一組補償表可適合各灰階之亮 度，使面板經補償過後可提升其亮度均勻性。由實驗結果得知，經過補償之後，

其亮度均勻性可提升至 95%以上，證明本研究提出之補償機制是可行的。與原 計畫目標相符、並已達成預期目標。

(2) 本研究方法除了可以應用在 LED 顯示器上，也可推廣至其他相關顯示驅動技 術，如 LED 照明,LED 背光模組, OLED 顯示器/照明上等。

(3) 本研究部分成果參加 2006 年 9 月北東區影像顯示科技專題題作競賽榮獲優選 (第一名) 。

(4) 發表三篇國內外研討會論文, 並在 95 年度自動化學門成果發表會口頭發表計 畫成果,進一步將投稿至相關學術期刊發表。

z Ming-Jong Tsai, S. Y. Yeh, K. S. Wang, Chang-Jung Juan, “Compensation Implementation for Improving Luminance Uniformity of Light Emitting Diode Array Panel＂, Proceedings of Asia display 2007 Volume 1, Shanghai, China, pp.293-297, Mar. 12-16, 2007 (50141o11-5) z Ming-Jong Tsai, S. Y. Yeh, K. S. Wang, Chang-Jung Juan, “Compensation Controller

Design for Improving Luminance Uniformity of Light Emitting Diode Array Module＂, Proceedings of 2007 international Display Manufacturing Conference and Exhibition (IDMC＇

07), Taipei, Taiwan, July 03-06, 2007.

z 葉書佑、王凱生、蔡明忠, “彩色 LED 顯示器模組發光均勻度檢測與補償機制之研究＂,

2007 AOI Forum & Show (第七屆全國 AOI 論壇與展覽), HsinChu, Taiwan, Oct.

09,2007(A12)

(5)

„ 蔡明忠, “LED 亮度檢測及補償機制 ＂, 2006LCD 新興設備標準與色彩檢測 種子教師研習專題演講, 北東區平面顯示中心 & 國立台灣師範大學, 15/12/2006

„ 蔡明忠, “平面顯示器自動化光學檢測及均勻度補償實務 ＂, 2007 具時效 性平面顯示器產業如何利用政府資源提升競爭力説明會專題演講, 經濟部工 業局, 09/03/2007

行政院國家科學委員會補助國內專家學者出席國際學術會議報告

2007 年 8 月 23 日 報告人姓名

蔡明忠 服務機構

及職稱

國立台灣科技大學

自動化及控制研究所 副教授 時間

會議 地點

2007.08.19-22 Hong Kong

本會核定 補助文號

NSC95-2221-E011-192

會議 名稱

(中文)

(英文) 2007 International Conference on Machine Learning and cybernetics (ICMLC 2007)

發表 論文 題目

(中文)

(英文) PREDICTION OF LASER CUTTING QUALITIES FOR BGA STRIP BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS

附件三

報告內容應包括下列各項：

一、 參加會議經過

1. 2007 年 8 月 18 日 1150 從台北(桃園國際機場)搭乘中華航空(CI607), 1325 抵達香 港機場， 隨即搭乘機場快線地鐵抵九龍市區, 再轉機場巡迴巴士抵達住宿旅館 Miramar (同時也是會議地點), 19 日為 Tutorial courses.

2. 8 月 20 日報到後，即參與之後之研討會活動(Keynote speech 計 4 場, Oral /poster presentation 等), 並與交換。

3. 8 月 21 日 13:00-14:45 為 Oral presentation (TA2-3), 晚上則參加大會辦理的宴會

(Banquet). (含頒獎與表演,19:30-23:30)

4.8 月 22 日 1835 從香港國際機場搭乘中華航空(CI616),於 2025 順利返抵國門。

二、與會心得

The 2007 ICMLC, Hong Kong, 19-22, Aug., 2007 由 MLCRI 主辦/IEEE SMC 等協 辦, 今年有約 300 多篇論文發表,論文可望收錄於 EI, 會議中並有 4 場精彩 keynote talk。 本校陳錫明教授亦針對 Intelligent / Fuzzy system 組了幾個 special sessions 對國內學術參與國際交流有相當助益。

三、考察參觀活動(無是項活動者省略)

四、建議

此次會議有許多 Intelligent / Fuzzy system/ image processing 相關主題, 除 special sessions,台灣其他院校參與者仍屬少部分, 未來仍可多參與,以增進國內學術參與國 際交流 , 建議補助優秀碩士班參與國際性學術會議。

五、攜回資料名稱及內容

1.Proceedings of The 2007 IEEE International Conference on Machine Learning and cybernetics , 19-22,Aug. 2007 (Vol.3 &光碟資料 1 片)

2.光碟 1 片及相關資料 六、其他

Hong Kong , 19-22, Aug. 2007