LED顯示屏主要參數相互關(guān)系的大討論

　　4 、亮度均勻性與色度均勻性

　　同亮度均勻度一樣，屏幕各個(gè)部分色度的差異程度為色度均勻性。

　　目前的行業(yè)為了評判LED大屏幕亮度的均勻性，《LED顯示屏測試方法》提出了“像素光強均勻性”、“顯示模塊亮度均勻性”和“模組亮度均勻性”三個(gè)均勻性指標。顯示模塊亮度均勻性傳統的測試方法是用目測法，選出3組顯示模塊進(jìn)行計算，這種方法雖然能夠近似的表示其均勻性，它畢竟不是全面和客觀(guān)地對這整個(gè)屏幕進(jìn)行評價(jià)，具有一定的局限性。而且《LED顯示屏測試方法》也沒(méi)有規定色度均勻性的測量方法。

　　同亮度均勻性類(lèi)似，色度均勻性也同顯示屏空間位置以及觀(guān)察角度等因素有密切的聯(lián)系，同樣也可以引入相鄰色度均勻性的指標來(lái)衡量顯示屏色度均勻性的優(yōu)劣。

　　當然，作為高檔的LED顯示屏，考慮到較高的亮度均勻性與色度均勻性設計無(wú)疑會(huì )增高顯示屏的成本，加之色度均勻性的實(shí)現要影響色飽和度，即影響顯示的鮮艷程度，因而有得不償失之嫌。

　　因此在目前條件下，是否可以認為亮度均勻性指標有巨大商業(yè)價(jià)值，而色度均勻性的探討目前應該停留在理論階段。

　　5 、屏幕發(fā)光面積比例同對比度

　　屏幕發(fā)光面積比例定義為像素發(fā)光面積與像素區域面積之比。其比例越高，顯示屏的顯示黑區越小，視覺(jué)感覺(jué)像素越豐滿(mǎn)，顯示越連續，色彩越柔和不刺眼。反之視覺(jué)感覺(jué)顆粒感越明顯，視覺(jué)感覺(jué)顯示粗糙。

　　但是考慮到由于發(fā)光面需要透過(guò)三基色的光，這樣其反射亮度就包括兩部分，一部分是對外界光的直接反射，另一部分是外界光經(jīng)過(guò)透射進(jìn)入發(fā)光體內部，再通過(guò)發(fā)光體內部進(jìn)行反射，這兩種反射也直接影響著(zhù)對比度數值的大小。為了增大對比度，可以增強發(fā)光體表面的透射率，以達到減少其表面反射率的要求。同時(shí)為了減少發(fā)光體對透射光的反射，還可通過(guò)改善發(fā)光體的制作工藝以實(shí)現減少內部反射的目的。但是該改進(jìn)會(huì )增加額外的開(kāi)銷(xiāo)。因而在一般條件下，發(fā)光面積比例越高，則使對比度越差。所以發(fā)光面積比例并非越大越好。

　　此外，對比度同反射的種類(lèi)條件以及觀(guān)察角度還有密切聯(lián)系，在實(shí)際測量中，發(fā)光強度角分布曲線(xiàn)決定不同角度測得的實(shí)際最大亮度值是不同的。其分布曲線(xiàn)例如圖5-1所示：

圖5-1 LED發(fā)光強度角分布曲線(xiàn)

　　由圖5-1知，實(shí)際測量的最大亮度的數值大于其他任意角度上測得的實(shí)際最大亮度值。根據對比度與顯示屏的實(shí)際最大亮度成正比的關(guān)系，可得出顯示屏法線(xiàn)方向上的對比度值最大，并且隨著(zhù)偏離法線(xiàn)角度的增大，對比度數值會(huì )逐漸減小。

　　由于發(fā)光管此發(fā)光強度角分布曲線(xiàn)特性，使不同方向上的對比度差異較大，影響了顯示屏的視角指標，降低了顯示效果。所以同上述情況相似，對比度指標也要求改善各個(gè)角度上的發(fā)光強度，使其趨向一致，達到不同方向上的對比度基本相同的目的，縮小不同角度上顯示圖像的灰度層次較大的差異，提高視覺(jué)效果。如下圖5-2所示的發(fā)光管特性，相較于圖5-1中的發(fā)光管發(fā)光強度特性有明顯改善：

圖5-2 增大LED均勻發(fā)光視角示意圖

　　使用圖5-2所示的發(fā)光管組裝成的顯示屏，提高了較寬視角的顯示效果，但是測得其法線(xiàn)方向上的對比度數值C1小于C2對比度（C2是使用圖5-1發(fā)光管組裝的顯示屏沿法線(xiàn)方向上的對比度）。但這并不能說(shuō)明LED1顯示屏LED2顯示屏顯示的灰度層次差。

　　圖5-2所示，發(fā)光管視角在正負20度內的發(fā)光強度值基本相同，在此視角內計算得到的LED1對比度C1也基本相同，相較于LED2相同角度上的對比度C2，雖然在法線(xiàn)方向上對比度C2>C1，但是偏離法線(xiàn)方向上的對比度C2C1，說(shuō)明LED1顯示屏上除法線(xiàn)方向上的其他角度的顯示灰度層次感都比LED2顯示效果好。兩屏的對比度與測量角度關(guān)系，如下圖5-3所示：

圖5-3兩顯示屏測量角度與對比度關(guān)系示意圖

　　對于觀(guān)察者而言，從法線(xiàn)方向上看LED顯示圖像的概率非常小，其值可近似看作是顯示屏的觀(guān)測角度的倒數，所以評價(jià)顯示屏對比度的好壞不能只用一個(gè)法線(xiàn)方向上對比度值來(lái)衡量，還應參考各視角上的對比度值，以便更真實(shí)的體現圖像顯示效果。

　　以上所述的反射都是針對漫反射而言，實(shí)際上，出現于LED顯示屏上的反射不只包括漫反射，還包括鏡面反射。

　　漫反射的計算公式： （5-1）

　　其中Ia=外界光強；Ka=外界光反射系數；Ip=點(diǎn)光源發(fā)光強度；Kp=面反射系數； ；N,L矢量如下圖5-4所示：

圖5-4 N,L矢量圖

　　鏡面反射= ，其中點(diǎn)光源發(fā)光強度；=光源衰減率 ； = 鏡面反射系數（一般為常數）；n = 鏡面反射指數； （R,V為單位長(cháng)度）；R,V矢量圖如圖5-5所示:

圖5-5 R,V矢量圖

　　對比度表達式中實(shí)際最大亮度的計算方法體現了最大亮度值中僅包括顯示屏對外界光的反射，而忽略顯示屏對發(fā)光管發(fā)出光的反射；并且LED顯示屏的反射中還混有鏡面反射，此反射會(huì )導致圖像變的不清楚。針對上述的問(wèn)題仍需進(jìn)一步的研究和探討。

　　6 、屏幕刷新（掃描）頻率

　　從《標準》的測量方法來(lái)看，似乎忽略了用戶(hù)真正關(guān)心的問(wèn)題，它也沒(méi)有很好考慮到各個(gè)廠(chǎng)家所用驅動(dòng)電路方式差異，造成測試的困難。掃描頻率直接影響成本。掃描頻率越高越好，上不封頂，但應適可而止。

　　實(shí)際上，“刷新頻率”一幀畫(huà)面顯示所需時(shí)間的倒數，把顯示屏當做一個(gè)發(fā)光光源，那就是光源的閃爍頻率?？梢杂妙?lèi)似“光感頻率計”的儀器直接測試顯示屏的光源閃爍頻率，來(lái)反映這個(gè)指標。

　　有關(guān)方面做過(guò)這方面的測試。利用示波器測量任一種顏色的LED驅動(dòng)電流波形來(lái)確定“刷新頻率”，在白場(chǎng)下測得200Hz；在低灰度級下，所測頻率高達10kHz以上。用PR-650光譜儀測量；無(wú)論在白場(chǎng)，還是在其它灰度等級下，所測光源閃爍頻率均為200Hz。因此掃描頻率100至200Hz為宜。

　　7、討論

　　以上是針對LED顯示屏的主要參數之間關(guān)系做一個(gè)簡(jiǎn)單的描述，對于其它一些主要指標，還需進(jìn)一步的分析和研究。對于如何引導用戶(hù)正確理解LED顯示屏這樣一個(gè)復雜系統的產(chǎn)品，還是要行業(yè)協(xié)會(huì )多搞點(diǎn)LED顯示屏技術(shù)研究交流，多從實(shí)際出發(fā)，全面分析LED產(chǎn)品的各項指標以及評估方法，引導行業(yè)正確理解LED顯示屏的性能。這對于用戶(hù)、生產(chǎn)者以及整個(gè)行業(yè)都將會(huì )是非常有利的。