一种OLED模组Gamma自动调校系统及方法与流程

本发明涉及光电显示模组调校及显示器件制造，具体涉及一种oled模组gamma自动调校系统及方法。

背景技术：

1、oled模组通常包括oled显示面板、显示驱动电路、柔性线路板、封装结构及相关连接结构。oled模组进入整机装配或出厂检测前，需要对灰阶亮度响应进行gamma调校，使输入灰阶与输出亮度之间的非线性关系符合目标gamma曲线。gamma曲线的偏差会影响暗部层次、亮度过渡和色彩一致性，因此gamma调校是oled模组生产过程中的重要工序。

2、现有oled gamma调校方案多集中于面板阶段或三通道寄存器参数校正，通过测量若干灰阶点的亮度值并调整寄存器参数，使oled显示面板接近目标gamma曲线。此类方案在生产线上具有一定自动化能力，但调校对象往往偏向oled显示面板本体，未充分覆盖oled模组中显示驱动电路、封装结构、电连接状态和模组级散热状态对亮度响应的共同影响。

3、oled模组在不同温度条件下会出现亮度响应漂移。同一oled模组在低温、常温和高温环境下的载流子迁移率、发光效率和驱动电流稳定性存在差异，导致相同寄存器参数在不同温度下产生不同gamma曲线。oled模组随使用时间增加还会产生老化效应，表现为阈值电压偏移、漏电流变化和亮度衰减。若gamma调校过程仅依据初始亮度响应进行寄存器写入，后续使用阶段的gamma曲线容易发生偏移。

4、在批量生产场景中，不同生产批次的oled模组存在工艺离散性。同一批次内的oled模组可以共享部分工艺特征，不同批次之间的初始亮度响应、阈值电压偏移和漏电流变化又存在差异。若每一片oled模组均从完全随机的补偿参数开始搜索，会增加调校迭代次数并降低生产节拍。若仅采用上一片oled模组的寄存器值作为下一片oled模组的初始值，则在批次切换或老化状态差异较大时容易引入错误初值。

5、另外，oled模组低灰阶区和高灰阶区对应的驱动物理机理并不相同。低灰阶区更易受漏电流变化影响，高灰阶区更易受阈值电压偏移影响。若对全灰阶段使用单一老化状态量进行补偿，容易掩盖不同灰阶区的驱动差异，易造成低灰阶区补偿过量、高灰阶区补偿不足的调校偏差。

6、因此，需要一种面向oled模组生产场景的gamma自动调校系统及方法，能够综合亮度响应数据、温度数据、驱动电学响应数据、生产批次特征和历史调校结果数据，形成可闭环迭代的寄存器补偿参数，并能够在不同灰阶区引入与oled模组驱动物理状态相匹配的老化补偿机制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种oled模组gamma自动调校系统及方法，解决了现有oled模组gamma调校过程中模组级状态覆盖不足、温度和老化因素补偿不足、批次差异利用不充分、低灰阶区与高灰阶区老化机理混同以及调校迭代次数较多的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种oled模组gamma自动调校方法，所述oled模组gamma自动调校方法包括：

4、采集oled模组在多个灰阶节点下的亮度响应数据、温度数据和驱动电学响应数据，形成模组状态特征数据；

5、对模组状态特征数据进行噪声抑制、灰阶插值和电学特征解耦，得到标准化亮度曲线数据、老化状态量和初始补偿参数；

6、基于标准化亮度曲线数据、老化状态量和初始补偿参数建立温度老化耦合补偿模型；

7、通过自适应全局优化算法对温度老化耦合补偿模型进行参数搜索，生成寄存器补偿参数；

8、将寄存器补偿参数写入oled模组寄存器并获取光学验证偏差，根据光学验证偏差反馈调整候选参数集合，直至光学验证偏差满足目标gamma曲线约束。

9、作为本发明的一个优选技术方案，所述模组状态特征数据包括灰阶节点对应的亮度值、环境温度值、阈值电压偏移量、漏电流变化量和生产批次标识，所述阈值电压偏移量由oled模组的正向电流电压曲线提取，所述漏电流变化量由oled模组在反向偏压条件下的漏电流测量值提取。

10、作为本发明的一个优选技术方案，所述噪声抑制包括对同一灰阶节点的多次亮度测量值进行一致性筛选，并对一致性筛选后的亮度测量值进行卡尔曼滤波，所述灰阶插值根据相邻灰阶节点的亮度变化率动态选择插值密度，在低灰阶区亮度变化率超过相邻中灰阶区亮度变化率倍时增加低灰阶区插值节点；相邻灰阶亮度变化率为单位灰阶亮度差值，中灰阶区基准亮度变化率取全域灰阶亮度变化率均值。

11、作为本发明的一个优选技术方案，所述温度老化耦合补偿模型根据标准化亮度曲线数据生成基准灰阶亮度，根据温度数据生成温度补偿系数，根据老化状态量生成老化衰减系数，并将基准灰阶亮度、温度补偿系数和老化衰减系数共同映射为目标灰阶节点的补偿亮度值。

12、作为本发明的一个优选技术方案，所述初始补偿参数由边缘计算模块基于生产批次标识、阈值电压偏移量、漏电流变化量和调校结果数据库中的历史寄存器补偿参数生成，所述初始补偿参数用于限定自适应全局优化算法的候选参数集合的初始搜索范围。

13、作为本发明的一个优选技术方案，所述自适应全局优化算法以目标gamma曲线偏差、最大灰阶偏差和寄存器写入变化量构成优化目标，并根据候选参数集合生成多个寄存器补偿参数候选组；在每轮迭代中，参数优化模块根据优化目标筛选寄存器补偿参数候选组，并将筛选结果反馈至候选参数集合。

14、作为本发明的一个优选技术方案，所述光学验证偏差包括均方根偏差、最大灰阶偏差和平均灰阶偏差；当光学验证偏差不满足目标gamma曲线约束时，参数优化模块根据光学验证偏差确定偏差灰阶区间，将偏差灰阶区间对应的寄存器补偿参数作为优先调整对象，并缩小非偏差灰阶区间对应的搜索边界。

15、作为本发明的一个优选技术方案，所述寄存器补偿参数写入oled模组寄存器前，自动调校模块根据显示驱动接口协议建立寄存器地址映射关系，并对寄存器补偿参数进行双字节校验；写入完成后，自动调校模块读取oled模组寄存器回读值，并在回读值与寄存器补偿参数一致时触发光学验证模块。

16、作为本发明的一个优选技术方案，所述调校结果数据库存储每次gamma自动调校对应的生产批次标识、标准化亮度曲线数据、温度数据、阈值电压偏移量、漏电流变化量、寄存器补偿参数和光学验证偏差，所述调校结果数据库向边缘计算模块提供同一生产批次或相邻生产批次的初始补偿参数查询结果。

17、作为本发明的一个优选技术方案，所述边缘计算模块根据生产批次标识、阈值电压偏移量、漏电流变化量和历史寄存器补偿参数形成批次分类特征，并通过批次分类模型输出批次类别，所述批次类别用于从调校结果数据库中查询初始补偿参数。

18、作为本发明的一个优选技术方案，所述调校结果数据库中的历史寄存器补偿参数、历史温度数据、历史老化状态量和历史光学验证偏差输入漂移预测模型，漂移预测模型输出未来工作时段的补偿参数调整量，所述补偿参数调整量用于更新初始补偿参数；漂移预测模型输入维度为历史四维特征，输出维度与单批次模组寄存器补偿参数维度一一对应。

19、作为本发明的一个优选技术方案，所述漂移预测模型包括输入归一化层、第一长短期记忆网络层、第二长短期记忆网络层和全连接输出层，所述漂移预测模型的训练样本由连续的历史寄存器补偿参数、历史温度数据、历史老化状态量和历史光学验证偏差组成，训练标签为对应oled模组在后续工作时段经验证后的补偿参数调整量。

20、作为本发明的一个优选技术方案，所述温度老化耦合补偿模型中的老化状态量由灰阶动态老化状态量替代，所述灰阶动态老化状态量由阈值电压偏移量和漏电流变化量基于灰阶节点所处的驱动物理区域动态解耦分配得到，满足：

21、

22、其中，为当前灰阶节点下的灰阶动态老化状态量；为当前灰阶节点对应的灰阶权重分配函数值；为由阈值电压偏移量映射的阈值电压老化子状态量；为由漏电流变化量映射的漏电流老化子状态量；在低灰阶区，灰阶动态老化状态量以漏电流老化子状态量为主；在高灰阶区，灰阶动态老化状态量以阈值电压老化子状态量为主。

23、作为本发明的一个优选技术方案，在光学验证偏差不满足目标gamma曲线约束时，自适应全局优化算法的候选参数集合的搜索边界依据光学验证偏差的梯度动量进行动态调整，满足：

24、

25、其中，为第次迭代的搜索边界调整量；为迭代序号；为第次迭代的搜索边界调整量；为边界收缩步长系数，取值范围为至；为梯度算子；为第次迭代中目标gamma曲线偏差对应的优化目标函数，由gamma曲线均方根偏差、最大灰阶偏差和寄存器写入变化量的加权求和值构成，其中寄存器写入变化量经归一化处理为无量纲值，归一化基准为寄存器全量程范围，输入为当前迭代寄存器补偿参数集合，输出为归一化优化偏差值；为第次迭代的寄存器补偿参数集合；为动量补偿系数，取值范围为至；为第次迭代的梯度动量；第次迭代的梯度动量由当前参数梯度初始化，后续迭代的梯度动量由上一轮梯度动量与当前参数梯度按照动量遗忘因子加权形成，动量遗忘因子取值范围为至；通过引入梯度动量，在连续多次光学验证偏差方向一致时扩大对应候选参数集合的搜索边界，在光学验证偏差方向发生振荡时收缩对应候选参数集合的搜索边界。

26、另外，本发明还公开了一种oled模组gamma自动调校系统，所述oled模组gamma自动调校系统用于执行如上所述的一种oled模组gamma自动调校方法，所述oled模组gamma自动调校系统包括数据采集模块、边缘计算模块、补偿建模模块、参数优化模块、自动调校模块、光学验证模块和调校结果数据库；数据采集模块用于采集oled模组在多个灰阶节点下的亮度响应数据、温度数据和驱动电学响应数据，并将模组状态特征数据输出至边缘计算模块；边缘计算模块用于对模组状态特征数据进行噪声抑制、灰阶插值、电学特征解耦和批次分类，并将标准化亮度曲线数据、老化状态量和初始补偿参数输出至补偿建模模块和参数优化模块；补偿建模模块用于根据标准化亮度曲线数据、老化状态量和初始补偿参数建立温度老化耦合补偿模型，并将温度老化耦合补偿模型输出至参数优化模块；参数优化模块用于根据温度老化耦合补偿模型和光学验证偏差生成寄存器补偿参数，并将寄存器补偿参数输出至自动调校模块；自动调校模块用于通过显示驱动接口将寄存器补偿参数写入oled模组寄存器，并将写入确认结果输出至光学验证模块；光学验证模块用于测量写入后的oled模组gamma曲线并形成光学验证偏差，所述光学验证偏差反馈至参数优化模块；调校结果数据库用于存储模组状态特征数据、寄存器补偿参数和光学验证偏差，并向边缘计算模块提供初始补偿参数查询结果。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、本发明采集亮度响应数据、温度数据和驱动电学响应数据，形成模组状态特征数据，使gamma自动调校过程从单一亮度校正扩展为模组级状态补偿，有效提升了调校一致性。通过建立温度老化耦合补偿模型，将温度变化、阈值电压偏移和漏电流变化共同引入寄存器补偿参数形成过程，提高了调校后的gamma曲线稳定性，降低了环境温度和老化状态造成的gamma曲线偏移。通过调校结果数据库和批次分类模型提供初始补偿参数，使自适应全局优化算法的搜索范围从完全随机搜索转为批次相关的局部约束搜索，减少了迭代次数，提升了批量生产节拍。

29、本发明通过灰阶动态老化状态量区分低灰阶区和高灰阶区的主导老化因素，使低灰阶区补偿主要受漏电流变化影响，高灰阶区补偿主要受阈值电压偏移影响，降低了全灰阶段统一补偿造成的系统偏差，改善了暗部层次和亮度过渡一致性。通过光学验证偏差和梯度动量调整搜索边界，使自适应全局优化算法能够在全局探索和局部微调之间切换，进一步提升了调校效率和稳定性。整体方案将数据采集、模型补偿、参数优化、寄存器写入、光学验证和历史数据更新闭环集成，增强了oled模组gamma自动调校的可实施性和适应性。