影響LED顯示屏逐點(diǎn)校正效果的因素分析

　采用數(shù)碼相機(jī)校正，穩(wěn)定性完全沒有保障，對(duì)于同樣條件下點(diǎn)亮的顯示屏，采集到的數(shù)據(jù)卻每次不同，忽高忽低，校正后的箱體間自然會(huì)有亮度差。正是因?yàn)檫@種采集設(shè)備的缺陷，數(shù)碼相機(jī)采集方案始終無法解決工廠模式逐箱體校正后箱體間的亮度差問題。

　而采用穩(wěn)定性滿足需求的高精度專業(yè)采集設(shè)備，依然需要優(yōu)化流程設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制環(huán)境條件的穩(wěn)定一致，才能避免區(qū)域/箱體間的亮度差出現(xiàn)。常見的環(huán)境因素包括：

　1）控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置變化

　2）環(huán)境光變化

　 3）屏體溫度變化

　4）電源輸出變化

　上述環(huán)境條件的變化都會(huì)引起顯示屏原始亮度的變化，如果不能加以控制，就會(huì)導(dǎo)致被測物理量本身的不穩(wěn)定，源頭不穩(wěn)定，即便是采用高穩(wěn)高精的采集設(shè)備，也無法得到穩(wěn)定一致的校正結(jié)果。也是為保證被測屏亮度處于穩(wěn)定狀態(tài)，逐點(diǎn)校正流程要求在屏體充分老化后進(jìn)行。

　上述環(huán)境因素中，最難控制的是屏體的溫度一致。因此工廠常見的有兩種校正流程，一是冷屏校正，即箱體或指定區(qū)域從黑屏狀態(tài)點(diǎn)亮后立刻測量；二是熱屏校正，即將屏點(diǎn)亮一段時(shí)間，讓溫度與亮度都處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)后再測量。

　　3.5 校正2R1G1B的屏?xí)r，紅色校正效果不佳，遠(yuǎn)遜于綠色和藍(lán)色

　2R1G1B的屏校正的前提是：采集系統(tǒng)能夠識(shí)別處理這種像素排布方式，正確輸出數(shù)據(jù)。在此前提下，出現(xiàn)紅色校正效果不佳的現(xiàn)象，原因在于顯示屏本身及控制系統(tǒng)能力的局限。

　對(duì)于2R1G1B的實(shí)像素顯示屏，一個(gè)像素中的2顆紅燈是由一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片管腳同時(shí)驅(qū)動(dòng)的，這就意味著2顆紅燈盡管亮度不同，卻只能應(yīng)用同一個(gè)校正系數(shù)，只能將2顆紅燈的平均亮度校正到目標(biāo)亮度值上。這種校正對(duì)于均勻度的改善可以說是隔靴搔癢，自然達(dá)不到理想效果。曾經(jīng)的實(shí)測數(shù)據(jù)中，紅綠藍(lán)三色原始均方差均在8%左右，校正后，綠藍(lán)兩色均方差分別達(dá)到1.2%和1.4%，而紅色均方差只能達(dá)到4.8%。

　而對(duì)于2R1G1B的虛擬屏來說，一個(gè)像素中的2顆紅燈是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的，因此如果控制系統(tǒng)能夠讀取每個(gè)像素4個(gè)校正系數(shù)（R1, R2, G, B），并正確應(yīng)用，紅色是可以達(dá)到理想的逐點(diǎn)校正效果的。但當(dāng)前大多數(shù)通用控制系統(tǒng)還只能讀取并應(yīng)用每像素3個(gè)校正系數(shù)（R，G，B）的校正數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬屏的校正。

　逐點(diǎn)校正只能通過控制驅(qū)動(dòng)來改變LED的法線光強(qiáng)，卻無法改變燈點(diǎn)的光強(qiáng)分布特性。假定圖四中示意的三顆LED燈點(diǎn)位于同一水平線上，即垂直視角相同。當(dāng)采集機(jī)位視角為偏離法線方向15°時(shí)，校正后三顆LED燈點(diǎn)的光強(qiáng)分布如圖五所示：

（圖五）

　可以看到，校正后，在采集機(jī)位同樣視角15°觀看，燈點(diǎn)亮度相同，均勻性良好，但偏離校正位置，在不同的視角觀看時(shí)，因?yàn)楣鈴?qiáng)分布的視角特性的不一致，燈點(diǎn)亮度出現(xiàn)差異，偏離越遠(yuǎn)，差異越大，顯示屏均勻度自然也就隨之下降。

　而原始LED燈點(diǎn)的視角越大，一致性越好，均勻度下降的幅度也就會(huì)越小，校正后可保持良好的均勻度的觀看區(qū)域也就越大。

　此外，顯示屏的面罩翹曲、安裝平整度不佳等因素也會(huì)使得偏離校正點(diǎn)，均勻度下降。

　　3.7 校正后中高亮度顯示時(shí)效果好，顯示低灰時(shí)均勻度惡化

　顯示低灰時(shí)，均勻度不佳，甚至比不校正時(shí)更差的原因在于控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)芯片。

　采集系統(tǒng)在高亮?xí)r采集數(shù)據(jù)，得出校正系數(shù)后，交由控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)芯片共同完成對(duì)LED燈的灰度/亮度控制。這個(gè)控制過程中，控制系統(tǒng)的起輝灰度、線性度，灰度控制精度，伽瑪校正的實(shí)現(xiàn)方法等都會(huì)影響到顯示屏校正后的低灰表現(xiàn)。而有些驅(qū)動(dòng)芯片在低灰顯示時(shí)，管腳間的輸出不一致，呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。這些都會(huì)讓校正后的效果在低灰時(shí)出現(xiàn)各種各樣不理想的現(xiàn)象。

　　以下簡單列舉幾種較常見的校正后低灰問題及原因：

　1） 在起輝灰度級(jí)的附近，部分燈點(diǎn)亮，部分燈點(diǎn)不亮；

　原因：部分燈點(diǎn)經(jīng)過校正系數(shù)的運(yùn)算已低于控制系統(tǒng)的起輝點(diǎn)，無法點(diǎn)亮；

　2） 在個(gè)別灰度級(jí)別上，部分燈點(diǎn)亮度躍升，導(dǎo)致均勻度比不校正更差；

　原因：控制系統(tǒng)的伽瑪表部分級(jí)別存在階躍，且校正系數(shù)的運(yùn)算與灰度控制精度不足。

　3） 低灰時(shí)，屏上與管腳布線方式相對(duì)應(yīng)出現(xiàn)周期性的條紋。

　原因：低灰時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片管腳間的輸出電流差異。

　3.8 校正后RGB單色看均勻度良好，顯示白色時(shí)有模塊級(jí)嚴(yán)重色偏

　兩種可能性，其一是模塊間存在色度差；其二是電源負(fù)載能力不足，造成部分模塊工作不正常。

　　3.9 冷屏狀態(tài)采集，當(dāng)屏體溫升后出現(xiàn)規(guī)則條紋、色塊或色偏

　這種現(xiàn)象的原因在于屏體散熱不充分，熱分布不均勻。該現(xiàn)象的詳細(xì)分析案例可參見《LED屏顯世界》2010.5 《熱分布對(duì)顯示均勻性的影響》。

　　3.10 逐點(diǎn)校正后良好的均勻度效果能維持多久

　最后這個(gè)問題可以說是所有應(yīng)用逐點(diǎn)校正技術(shù)的廠家和客戶都極為關(guān)注的。然而，這卻是與逐點(diǎn)校正關(guān)聯(lián)性最小的一個(gè)問題。

　從理論出發(fā)，校正后均勻度隨時(shí)間下降的根本原因就是LED燈的光衰和燈點(diǎn)間光衰速度的差異。燈點(diǎn)的光衰與屏的工作狀態(tài)相關(guān)，燈點(diǎn)間的光衰速度差異與led封裝工藝水平相關(guān)，也與LED屏的使用習(xí)慣（如顯示內(nèi)容是動(dòng)態(tài)視頻還是固定白底畫面）有關(guān)。

　事實(shí)上，在良好的工作條件下，如小工作電流、良好的散熱，以及經(jīng)常處于動(dòng)態(tài)視頻播放的使用狀態(tài)，LED的光衰是極為緩慢和微小的，也正因如此，LED屏壽命可達(dá)10年，而LED的壽命并不是指從點(diǎn)亮到死燈的時(shí)間，而是指LED光強(qiáng)衰減到原始光強(qiáng)的一半的時(shí)間。

　　第四章、結(jié)束語

　綜上所述，逐點(diǎn)校正是一個(gè)系統(tǒng)工程，影響逐點(diǎn)校正效果的因素很多。只有正視問題、究根溯源、對(duì)癥下藥，逐步完善逐點(diǎn)校正的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，這包括采集設(shè)備、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)芯片、顯示屏的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、工藝材料等硬件部分，也包括校正流程、方法等軟件部分，才能把存在的問題一一解決，發(fā)揮出逐點(diǎn)校正技術(shù)的威力與潛力，以完美的顯示品質(zhì)來提升LED屏中國制造的國際形象與高端市場競爭力！