Die extrem hochauflösenden Objektive von Qioptiq, einem Tochterunternehmen von Excelitas Technologies, überprüfen ultrahochauflösende Flachbildschirme in der Fertigung auf jedes einzelne Pixel. Höchste Pixeldichten sind dabei kein Problem für dieObjektive, die für einen 3,33-fachen Abbildungsmaßstab und Bildsensorauflösungen bis 151MP bzw. 32k bei Zeilensensoren entwickelt wurde. Die Objektive lösen feinste Strukturen auf. Einzigartig im Markt ist die praktisch unvermindert hohe Abbildungsqualität der Objektive über die gesamte Bildfläche. Die Verzeichnung ist nahe Null, sodass große Flächen schneller und mit weniger Kameras erfasst werden.
Display-Fehlerkultur
Displays werden entsprechend der Art und Anzahl der Fehler in Fehlerklassen eingeteilt, die sich auf den Preis auswirken. Während einem Schnäppchen wohl niemand abgeneigt ist, stören wahrnehmbare Makel auf Monitoren auf jeden Fall und werden in vielen Fällen zu Reklamationen führen. Das gilt es zu vermeiden. Daher und um nicht mehr Kosten in ein Panel zu versenken, das nicht den Qualitätsspezifikationen entspricht, wird jeder Fertigungsschritt überwacht und validiert. Hochauflösende Industriekameras mit hohen Scanraten unterstützen die Produktion mit hohem Durchsatz und zu günstigen Stückzahlen. Typische Fehler neben Kratzern, Verschmutzung und Unebenheiten sind Tote Pixel und sogenannte Stuck Pixel, also Subpixel die unabhängig von ihrer Ansteuerung entweder gar nicht oder ständig in einer bestimmten Farbe leuchten, sowie Mura, Ungleichmäßigkeiten in Helligkeit und Farbwerten über die Display-Fläche. Nicht zuletzt wird die Bildverarbeitung zur Display-Kalibrierung genutzt. Als fehlerhaft identifizierte Subpixel werden elektronisch nachgeregelt. Auf diese Art lassen sich Fertigungstoleranzen auf wirtschaftlich vertretbare Weise kompensieren.
Seite an Seite
Zur Inspektion werden in der Regel mehrere in einer Reihe installierte Kameras eingesetzt. Speziell die Vorprodukte lassen sich nur mit mehreren Zeilenkameras erfassen. Wegen der großen Fertigungsvolumen sind die Glassubstrate in den letzten Jahrzehnten immer großflächiger geworden. Die Segmente für die einzelnen Bildschirme, ob Smartwatch oder Flachbildschirm, werden erst in einem späteren Schritt aus dem vorgefertigten Material geschnitten. Anschließend können die Halbzeuge oder Endprodukte je nach Kameraauflösung von einer oder mehreren Flächenkameras inspiziert werden. Am zeitintensivsten ist es, wenn eine Kamera mehrere Aufnahmen von einem großen Bildschirm erstellt, da sie dafür jeweils neu positioniert werden muss und zudem die Einzelaufnahmen zusammengesetzt und aufeinander abgestimmt werden müssen. Am effizientesten ist natürlich die Erfassung in einer Aufnahme. Einsparpotenzial gibt es auch in den vorgelagerten Fertigungsschritten, da in den typischen Batterien mit einer zweistelligen Anzahl von Zeilenkameras dank höher auflösender Modelle einige Kameras eingespart werden können.
Mehr Auflösung, bitte!
Für aussagekräftige Messungen muss jedes Bildpixel auf mehrere Sensorpixel abgebildet werden, damit Helligkeiten und Farbwerte ohne Beeinflussungen durch benachbarte Pixel zuverlässig erfasst werden können. Für hohe Taktzeiten in der Fertigung hochauflösender Displays sind für die Inspektion Kameras mit großen Zeilen- und Flächensensoren nötig. Diese ermöglichen die bestmögliche Bildqualität jedoch nur mit einer entsprechend hochwertigen Optik. Die Objektive müssen für einen möglichst schnellen Inspektionsdurchsatz eine ausreichend große Vergrößerung, Auflösung und ein ausreichendes Sichtfeld bieten. Zu Inspektionszwecken müssen sie in der Bildmitte den gleichen Kontrast aufweisen wie in den äußeren Rändern. Um diese einheitliche optische Leistung bei seinen Linos Objektiven zu erreichen, wendet Qioptiq spezielle Montage- und Justage-Techniken an, die in eigenen Werken entwickelt und optimiert wurden. Jedes einzelne Element wird sorgfältig auf sehr enge Toleranzen gefertigt und lagerichtig in der Fassung ausgerichtet, zentriert und fixiert. Das Industrieobjektiv Linos d.fine HR 2.4/128mm 3.33x ist für einen Bildkreis von 82mm optimiert und eignet sich damit für lange Zeilensensoren (16k/32k) sowie für große Flächensensoren im Mittelformat (101MP/151MP). Eine Verzeichnung tritt über den großen Bildkreis quasi nicht auf – der nominelle Wert liegt bei weniger als 0,1%.