LED顯示屏色度漂移特性的研究

　　近年來(lái)，以LED顯示屏為代表的平板顯示技術(shù)發(fā)展迅速，并已經(jīng)廣泛應用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。特別是逐點(diǎn)校正技術(shù)、色域修正技術(shù)等新技術(shù)的出現和不斷發(fā)展，更是大大提高了顯示屏亮度色度的一致性，獲得更優(yōu)異的圖像顯示質(zhì)量。盡管與其他光源相比，led擁有穩定性高的突出優(yōu)點(diǎn)，但在長(cháng)時(shí)間工作的情況下也會(huì )不可避免的出現光強的衰減以及色坐標的漂移。為了能夠進(jìn)一步了解LED全彩屏長(cháng)時(shí)間工作的衰減及漂移情況，本文對其做了初步的監測實(shí)驗。

　　2、LED顯示屏色度一致性

　　色度學(xué)是上世紀發(fā)展起來(lái)的以物理光學(xué)、視覺(jué)生理學(xué)和視覺(jué)心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域為基礎的綜合性學(xué)科。它超出了通常意義下的物理學(xué)范圍，但又的確隸屬于物理學(xué)范疇。在科學(xué)研究、生產(chǎn)和生活中有許多現象往往和該學(xué)科聯(lián)系在一起，這些現象是物理過(guò)程和生理過(guò)程的一種混合[2]。

　　LED全彩屏最終目的就是呈現給人一個(gè)好的視覺(jué)效果，其亮度色度的一致性是一個(gè)比較重要的方面。在色度范圍內，包括色均勻性和色保真度兩個(gè)方面。色均勻性是指同屏各個(gè)像素、模塊、模組之間顯示同一種顏色時(shí)的色差一致性；色保真度則是指顯示屏上的圖像與源圖像或源景物之間的色重現的吻合程度。隨著(zhù)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)上主流的LED全彩屏以其14bit甚至更高的色彩表現能力，獲得了較高的色保真度，但與此同時(shí)，色均勻性不高帶來(lái)的色度一致性水平偏低的問(wèn)題就愈發(fā)明顯。

　　通過(guò)逐點(diǎn)校正技術(shù)對這種色度上的差異進(jìn)行補償，可以達到較好的視覺(jué)效果。但隨著(zhù)時(shí)間的推移，LED全彩屏都將出現不同程度的亮度均勻性以及色度差異。為了解這種差異呈現的趨勢，指導LED全彩屏相關(guān)參數指標的確定以及在后期維護階段進(jìn)行二次校正提供可靠的校正數據，對LED全彩屏的亮度和色度相關(guān)參數隨時(shí)間的變化規律做深入研究，較準確地了解其長(cháng)時(shí)間工作的衰減情況，也就成了一項十分必要的工作。評估LED全彩屏色度一致性好壞的因素有很多，在這里，本文側重于基色色坐標的漂移情況的研究。

　　3、試驗模型

　　3.1 試驗方案

　　本文中選用了一塊64*32像素的長(cháng)春希達電子技術(shù)有限公司產(chǎn)P7.62點(diǎn)間距的模塊室內LED全彩屏作為試驗對象。為盡可能模擬屏幕實(shí)際使用情況，在日常的衰減過(guò)程中采用50%亮度的白場(chǎng)進(jìn)行每天24小時(shí)的不間斷考驗。為模擬顯示屏在交付用戶(hù)使用以后的衰減情況，將試驗用模塊室內LED全彩屏經(jīng)充分老化后，作為衰減試驗時(shí)間的起始零點(diǎn)，在暗室條件下，每隔6小時(shí)（夜間12小時(shí)），對試驗屏按模塊測量其色度參數的變化情況進(jìn)行采集，測量?jì)x器選用遠方光電信息有限公司BM-7型彩色亮度計。

　　圖1是本試驗的系統示意圖。

圖1 LED全彩屏衰減及色坐標漂移試驗系統示意圖

　　點(diǎn)亮屏幕的第一個(gè)模塊，通過(guò)數據采集系統進(jìn)行相關(guān)數據的采集；計算機提取數據并保存；再通過(guò)控制系統點(diǎn)亮屏幕的下一個(gè)模塊進(jìn)行測量，依次逐模塊獲取該時(shí)刻屏幕的色度參數。

　3.2 試驗誤差分析

　　可能引起試驗數據異常的原因主要有：

　　1．測量誤差；

　　2. 外界雜散光的影響；

　　3. 工作電流的波動(dòng)。

　　4. 環(huán)境溫度的變化；

　　在暗室條件下，LED全彩屏又具有高亮度的特性，外界雜散光的影響就變得微乎其微了；而LED的工作電流，由恒流驅動(dòng)控制電路保持在20mA，并相對穩定，工作電流波動(dòng)的影響雖然存在，但不會(huì )影響整個(gè)衰減過(guò)程的總體趨勢；試驗過(guò)程中的環(huán)境溫度的變化對LED色坐標的影響更多的是長(cháng)期宏觀(guān)的；測量誤差的影響可以用表1進(jìn)行說(shuō)明：

表1 不同測量條件下測得的色坐標數據

　　由表1可見(jiàn)，即使人為的偏離基準測量位置達10°角，測得的色坐標數據也沒(méi)有明顯變化，因此，除去儀器本身固有的精度等原因帶來(lái)的測量誤差，由人對儀器進(jìn)行操作帶來(lái)的測量誤差也基本可以忽略。

　　4、試驗結果分析

　　對RGB三基色的色坐標數據隨時(shí)間變化情況進(jìn)行分析，分別得到圖2、圖3和圖4。

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圖2 a)紅基色色坐標x值隨時(shí)間變化情況 b)紅基色色坐標y值隨時(shí)間變化情況

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圖3 a)綠基色色坐標x值隨時(shí)間變化情況 b)綠基色色坐標y值隨時(shí)間變化情況

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圖4 a)藍基色色坐標x值隨時(shí)間變化情況 b)藍基色色坐標y值隨時(shí)間變化情況

　由以上結果，可以看出，LED全彩屏在經(jīng)過(guò)充分老化以后，將進(jìn)入一個(gè)平穩期，三基色的色坐標在小范圍內做不規則變化。其變化幅度有限，可以由表2得出：

表2 三基色色坐標變化的峰值數據

　　為更直觀(guān)的得到LED全彩屏在本次衰減過(guò)程中的變化趨勢，這里進(jìn)一步對其在CIE1976系統下的色坐標變化情況做了分析，如圖5、圖6和圖7所示。

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圖5 a)紅基色色坐標u值隨時(shí)間變化情況 b)紅基色色坐標v值隨時(shí)間變化情況

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圖6 a)綠基色色坐標u值隨時(shí)間變化情況 b)綠基色色坐標v值隨時(shí)間變化情況