本发明公开了一种多级多模态融合的OLED缺陷检测装置，针对传统的基于图像的检测方案精度受限的问题，创新性地在OLED图像采集阶段引入偏振和多光谱信息，增强缺陷特征，进而提升系统对于细微缺陷的检测能力，针对OLED屏体缺陷种类丰富，形态复杂多变，单一装置无法完全检出的问题，从缺陷的成因和材料特性出发，采用了双点位检测系统对不同种类的缺陷进行分阶段检测。利用偏振信息对待测物表面的粗糙度和形貌特征较为敏感的特性，使用基于偏振融合的检测点位一检测裂纹、划痕、异物和破片缺陷；利用气泡和脏污对光谱特性敏感的特点，使用基于多光谱融合的装置二检测OLED屏体上的气泡和脏污缺陷。