1、引言

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(yīng)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(xiàn)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(wěn)定性高的突出優(yōu)點(diǎn)，但在長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下也會(huì)不可避免的出現(xiàn)光強(qiáng)的衰減以及色坐標(biāo)的漂移。為了能夠進(jìn)一步了解LED全彩屏長(zhǎng)時(shí)間工作的衰減及漂移情況，本文對(duì)其做了初步的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。

2、LED顯示屏色度一致性

色度學(xué)是上世紀(jì)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?yàn)榛A(chǔ)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(xiàn)象往往和該學(xué)科聯(lián)系在一起，這些現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)，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(xiàn)的吻合程度。隨著技術(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(xiàn)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(duì)這種色度上的差異進(jìn)行補(bǔ)償，可以達(dá)到較好的視覺(jué)效果。但隨著時(shí)間的推移，LED全彩屏都將出現(xiàn)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(xiàn)的趨勢(shì)，指導(dǎo)LED全彩屏相關(guān)參數(shù)指標(biāo)的確定以及在后期維護(hù)階段進(jìn)行二次校正提供可靠的校正數(shù)據(jù)，對(duì)LED全彩屏的亮度和色度相關(guān)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律做深入研究，較準(zhǔn)確地了解其長(zhǎng)時(shí)間工作的衰減情況，也就成了一項(xiàng)十分必要的工作。評(píng)估LED全彩屏色度一致性好壞的因素有很多，在這里，本文側(cè)重于基色色坐標(biāo)的漂移情況的研究。

3、試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

3.1 試驗(yàn)方案

本文中選用了一塊64*32像素的長(zhǎng)春希達(dá)電子技術(shù)有限公司產(chǎn)P7.62點(diǎn)間距的模塊室內(nèi)LED全彩屏作為試驗(yàn)對(duì)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(yàn)。為模擬顯示屏在交付用戶(hù)使用以后的衰減情況，將試驗(yàn)用模塊室內(nèi)LED全彩屏經(jīng)充分老化后，作為衰減試驗(yàn)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(duì)試驗(yàn)屏按模塊測(cè)量其色度參數(shù)的變化情況進(jìn)行采集，測(cè)量?jī)x器選用遠(yuǎn)方光電信息有限公司BM-7型彩色亮度計(jì)。

圖1是本試驗(yàn)的系統(tǒng)示意圖。

圖1 LED全彩屏衰減及色坐標(biāo)漂移試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

點(diǎn)亮屏幕的第一個(gè)模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；計(jì)算機(jī)提取數(shù)據(jù)并保存；再通過(guò)控制系統(tǒng)點(diǎn)亮屏幕的下一個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)量，依次逐模塊獲取該時(shí)刻屏幕的色度參數(shù)。

3.2 試驗(yàn)誤差分析

可能引起試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的原因主要有：

1．測(cè)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(qū)動(dòng)控制電路保持在20mA，并相對(duì)穩(wěn)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(shì)；試驗(yàn)過(guò)程中的環(huán)境溫度的變化對(duì)LED色坐標(biāo)的影響更多的是長(zhǎng)期宏觀的；測(cè)量誤差的影響可以用表1進(jìn)行說(shuō)明：

表1 不同測(cè)量條件下測(cè)得的色坐標(biāo)數(shù)據(jù)

由表1可見(jiàn)，即使人為的偏離基準(zhǔn)測(cè)量位置達(dá)10°角，測(cè)得的色坐標(biāo)數(shù)據(jù)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(cè)量誤差，由人對(duì)儀器進(jìn)行操作帶來(lái)的測(cè)量誤差也基本可以忽略。

4、試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)RGB三基色的色坐標(biāo)數(shù)據(jù)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(biāo)x值隨時(shí)間變化情況 b）紅基色色坐標(biāo)y值隨時(shí)間變化情況

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

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

由以上結(jié)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(wěn)期，三基色的色坐標(biāo)在小范圍內(nèi)做不規(guī)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(biāo)變化的峰值數(shù)據(jù)

為更直觀的得到LED全彩屏在本次衰減過(guò)程中的變化趨勢(shì)，這里進(jìn)一步對(duì)其在CIE1976系統(tǒng)下的色坐標(biāo)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(biāo)u值隨時(shí)間變化情況 b）紅基色色坐標(biāo)v值隨時(shí)間變化情況

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

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圖7 a）藍(lán)基色色坐標(biāo)u值隨時(shí)間變化情況 b）藍(lán)基色色坐標(biāo)v值隨時(shí)間變化情況

同時(shí)，本文對(duì)三基色在衰減過(guò)程中波長(zhǎng)的變化情況做了進(jìn)一步分析，如表3所示。

表3 衰減過(guò)程中三基色波長(zhǎng)變化情況

由表3可見(jiàn)，在本次衰減過(guò)程中，各基色波長(zhǎng)偏移量較小，對(duì)顯示屏圖像顯示質(zhì)量影響不大；同時(shí)，各基色的波長(zhǎng)偏移量體現(xiàn)出一定的差異性。

5、結(jié)論

LED全彩屏在經(jīng)過(guò)充分老化后，在一定時(shí)期內(nèi)，其色坐標(biāo)變得相對(duì)平穩(wěn)，只在一個(gè)較小的范圍內(nèi)呈現(xiàn)不規(guī)則的小幅振蕩，在這一時(shí)期內(nèi)色坐標(biāo)的漂移對(duì)屏幕圖像質(zhì)量的顯示效果影響不大，在LED顯示屏的后期維護(hù)及二次校正過(guò)程中當(dāng)以亮度范圍內(nèi)為主。同時(shí)，在短時(shí)期內(nèi)，它各個(gè)基色色坐標(biāo)漂移情況盡管較小，但也表現(xiàn)出不同程度的差異性，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的衰減過(guò)程，屏幕將再次表現(xiàn)出其色度的不一致性，這種情況下，就需要對(duì)LED顯示屏同時(shí)進(jìn)行亮度和色度兩方面的維護(hù)和校正。當(dāng)然，短短幾百小時(shí)的監(jiān)測(cè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要全面把握LED全彩屏在衰減過(guò)程中色坐標(biāo)漂移的規(guī)律性，還需要大量的試驗(yàn)和長(zhǎng)期不懈的努力。
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