LED顯示屏色度漂移特性的研究

　　近年來，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)生活的各個領(lǐng)域。特別是逐點校正技術(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，但在長時間工作的情況下也會不可避免的出現(xiàn)光強的衰減以及色坐標的漂移。為了能夠進一步了解LED全彩屏長時間工作的衰減及漂移情況，本文對其做了初步的監(jiān)測實驗。

　　2、LED顯示屏色度一致性

　　色度學(xué)是上世紀發(fā)展起來的以物理光學(xué)、視覺生理學(xué)和視覺心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域為基礎(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)象是物理過程和生理過程的一種混合[2]。

　　LED全彩屏最終目的就是呈現(xiàn)給人一個好的視覺效果，其亮度色度的一致性是一個比較重要的方面。在色度范圍內(nèi)，包括色均勻性和色保真度兩個方面。色均勻性是指同屏各個像素、模塊、模組之間顯示同一種顏色時的色差一致性；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)水平的不斷進步，市場上主流的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，色均勻性不高帶來的色度一致性水平偏低的問題就愈發(fā)明顯。

　　通過逐點校正技術(shù)對這種色度上的差異進行補償，可以達到較好的視覺效果。但隨著時間的推移，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，指導(dǎo)LED全彩屏相關(guān)參數(shù)指標的確定以及在后期維護階段進行二次校正提供可靠的校正數(shù)據(jù)，對LED全彩屏的亮度和色度相關(guān)參數(shù)隨時間的變化規(guī)律做深入研究，較準確地了解其長時間工作的衰減情況，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(cè)重于基色色坐標的漂移情況的研究。

　　3、試驗?zāi)Ｐ?/STRONG>

　　3.1 試驗方案

　　本文中選用了一塊64*32像素的長春希達電子技術(shù)有限公司產(chǎn)P7.62點間距的模塊室內(nèi)LED全彩屏作為試驗對象。為盡可能模擬屏幕實際使用情況，在日常的衰減過程中采用50%亮度的白場進行每天24小時的不間斷考驗。為模擬顯示屏在交付用戶使用以后的衰減情況，將試驗用模塊室內(nèi)LED全彩屏經(jīng)充分老化后，作為衰減試驗時間的起始零點，在暗室條件下，每隔6小時（夜間12小時），對試驗屏按模塊測量其色度參數(shù)的變化情況進行采集，測量儀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(tǒng)示意圖。

圖1 LED全彩屏衰減及色坐標漂移試驗系統(tǒng)示意圖

　　點亮屏幕的第一個模塊，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；計算機提取數(shù)據(jù)并保存；再通過控制系統(tǒng)點亮屏幕的下一個模塊進行測量，依次逐模塊獲取該時刻屏幕的色度參數(shù)。

　3.2 試驗誤差分析

　　可能引起試驗數(shù)據(jù)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。

　　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)動控制電路保持在20mA，并相對穩(wěn)定，工作電流波動的影響雖然存在，但不會影響整個衰減過程的總體趨勢；試驗過程中的環(huán)境溫度的變化對LED色坐標的影響更多的是長期宏觀的；測量誤差的影響可以用表1進行說明：

表1 不同測量條件下測得的色坐標數(shù)據(jù)

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

　　4、試驗結(jié)果分析

　　對RGB三基色的色坐標數(shù)據(jù)隨時間變化情況進行分析，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值隨時間變化情況 b)紅基色色坐標y值隨時間變化情況

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

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

　由以上結(jié)果，可以看出，LED全彩屏在經(jīng)過充分老化以后，將進入一個平穩(wěn)期，三基色的色坐標在小范圍內(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程中的變化趨勢，這里進一步對其在CIE1976系統(tǒng)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值隨時間變化情況 b)紅基色色坐標v值隨時間變化情況

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