Neue Produkte, neue Testsysteme IPTE, Fürth

Als neuer Stern am LED- und Displayhimmel haben die polymeren LED (PolyLED) und organischen LED (OLED) schon von sich reden gemacht. Sie sind nicht nur flexibler, sondern auch deutlich kostengünstiger als die bekannten klassischen Halbleiter-LED. PolyLED sind aktive Bauelemente, die dadurch ohne zusätzliche Leuchtquellen auskommen. Sie lassen sich wie die verwandten Flüssigkristalle in beliebige Displayformen bringen und sind so eine interessante Alternative zu den LC-Displays, die eine Hintergrund-Beleuchtung erfordern.

Die physikalischen Eigenschaften und die Funktionsweise beider Displayarten sind ähnlich, lediglich bei der Ansteuerung der Elemente ist eine andere Steuertechnik erforderlich. Dieser Tatsache muss entsprechend auch bei der Konzeption der Tester Rechnung getragen werden. Besonders hoch wird der Aufwand bei farbigen Displays, da hier im Vergleich zum Schwarz-/Weiß-Display deutlich mehr Steuerleitungen benötigt werden.

Der Displaytester der IPTE wurde für polymere Displays, wie sie in der Telekommunikationsindustrie eingesetzt werden, entwickelt. Es handelt sich dabei um Displays mit Dot-Matrix-Aufbau. Es werden derzeit die separaten Displays als reine Bauelemente ohne Treiberelektronik und komplette Module mit Folienanschluss, Treiberelektronik und Connector getestet. Dazu wurden zwei unterschiedliche Testertypen entwickelt: Cell-Tester und Module-Tester. Hersteller der PolyLED und Auftraggeber dieser Tester ist Philips.

Um eine möglichst hohe Flexibilität für die Prüflinge unterschiedlichster Displaytypen zu erreichen, sind die Displaytester modular aufgebaut. Mechanische Prüflingsaufnahme, Kontaktierung und Kamera-Einheit sind prüflingsspezifisch und schnell wechselbar. Zusammen mit Signalgeneratoren, PXI-Komponenten zur Matrixansteuerung, elektrischen Prüfgeräten und der Energieversorgung entstand eine Einheit, die nach den Erfordernissen des Kunden entwickelt und konfiguriert wurde. Gängige Software-Standards (Teststand, Labview, IMAQ) gewährleisten eine einfache und schnelle Programmierung der Prüfabläufe und Parameter sowie die schnelle Umrüstung des Testers beim Typenwechsel des Prüflings. Die für jeden Displaytyp erforderliche Auswahl der Prüfsoftware wird mit Hilfe des Prüflings-Barcodes automatisch durchgeführt.

Die mechanische Prüflingsaufnahme ist für Displays bis zu einer maximalen Größe von 150 x 150 mm² ausgelegt. Da der Test eine präzise Kontaktierung erfordert, muss die Aufnahme aus solidem Edelstahl gefertigt werden. Eine besondere Herausforderung an die Ingenieurskunst stellte die Kontaktierung der Prüflinge dar. Die PolyLED-Displays werden mit einem Kontaktabstand von 0,2 mm produziert. Darüber hinaus befinden sich bis zu 320 Anschlüsse auf dem Display-Bauelement, die über bis zu 640 Pins kontaktiert werden müssen. Erst die Doppelung stellt eine einwandfreie Kontaktierung aller Anschlüsse für die elektrische Messung und den optischen Test sicher. Für beide Testschritte wird die gleiche Kontaktierung verwendet.

Die Kontaktierung und Signalansteuerung erfolgt über PXI-Komponenten. Die Hauptkomponente des Testsystems ist der PXI-Mainframe. Dessen Backplane überträgt die Signale ohne Übersprechen und verzerrungsfrei. Das Funktionstest-System besteht aus dem 18-Slot PXI-Mainframe in drei Höheneinheiten sowie einem Scanner aus mehreren PXI-Relaiskarten mit der Kontaktzahl 96 Pin je Karte (bis 6-Bus-Technik möglich, Pinzahl abhängig von den verwendeten Modulen).

Die modulare Einheit für die optische Prüfung besteht aus drei Kameras. Zwei dienen dazu, dem Prüfling mit Hilfe der Fiducial-Marken auszurichten. Die dritte, hochauflösend mit korrigierter Optik, zur Inspektion der Displays. Besondere Anforderungen an die optische Inspektion stellen die Displays aufgrund dreier Besonderheiten: Es sind Einschlüsse (Black Spots) im Substrat des Displays möglich, die sich störend im Gesamtbild auswirken können. Das Display ist auf gleichmäßige Leuchtdichte über die gesamte Fläche zu prüfen und jeder einzelne Bildpunkt wird auf eigene Grundhelligkeit und Übersprechen, verursacht durch einen benachbarten, aktiven Leuchtpunkt, vermessen und überprüft. Außerdem werden die üblichen Pattern-Tests durchgeführt.

Die erforderlichen Signale zur Ansteuerung des Displays kommen von einem speziell entwickelten Signalgenerator, der gleichzeitig die Funktion des Treibers übernimmt. Die Auswertung der Kamerabilder geschieht mit der Vision-Software IMAQ, die für die Displayprüfung adaptiert wurde.

Trotz der ausgefeilten Prüfroutine bleibt eine abschließende subjektive Beurteilung der Displays unerlässlich. Beschädigungen am Glasrand oder der Glasoberfläche werden nur von einem geschulten Mitarbeiterauge erkannt und können über die Bedienoberfläche der Prüfsoftware dem Testergebnis hinzugefügt werden.

Productronica, Stand A4.462

EPP 510