LED顯示屏主要參數(shù)相互關(guān)系的大討論

　　1、引言　　

　　在LED顯示屏的主要光電參數(shù)中，有亮度，視角，均勻性，對比度，刷新頻率等，當(dāng)然還有灰度級、亮度等級及基色主波長誤差等一些關(guān)鍵參數(shù)。

　　將基色的發(fā)光亮度按強(qiáng)度大小劃分，就是灰度級。顯示屏能產(chǎn)生的灰度級越高，顯示的顏色和圖像層次就越多。在數(shù)字化系統(tǒng)中，灰度級控制的能力由灰度級數(shù)量來表示，所謂灰度級數(shù)量就是指可以進(jìn)行控制的灰度級等級的多少。有關(guān)這方面的探討已經(jīng)很多，同樣亮度等級及基色主波長誤差等分析已經(jīng)出現(xiàn)于諸多文獻(xiàn)，由于篇幅所限，本文這里就不再贅述了。

　　下面，本文從上述顯示屏的亮度，視角，均勻性，對比度，刷新頻率等主要參數(shù)出發(fā)，簡要說明其相互之間的關(guān)系。

　　2 、LED顯示屏亮度同視角之間的關(guān)系

　　LED顯示屏的發(fā)光強(qiáng)度是確定的，由于顯示屏不是朗勃發(fā)光體，因此在一般情況下，其發(fā)光的分布大致同LED的像素發(fā)光分布近似，由

（2-1）

　　可知，在增大某一個(gè)特定方向（如法線方向）的亮度時(shí)，其它方向的亮度將會(huì)受到削弱，造成整個(gè)屏幕的視角指標(biāo)下降，觀看的范圍變小。另外，LED顯示屏的使用環(huán)境千差萬別，環(huán)境照度不一樣也會(huì)對整個(gè)屏幕的觀看效果有很大影響，根據(jù)（2-1）看到，在環(huán)境照度大而成本不變的條件下，只有加強(qiáng)特定方向的亮度保證屏幕的亮度指標(biāo)，犧牲視角的指標(biāo)；可是反過來，環(huán)境照度較小的條件下，過份強(qiáng)調(diào)特定方向的亮度則不是必要的，反而影響了整個(gè)屏幕的實(shí)際光電性能。這樣也就造成了在競投標(biāo)中不切實(shí)際的互相攀比，用戶對此又不了解，致使許多標(biāo)書中要求的“最大亮度”往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際需要。

　　基于以上原因，建議為了引導(dǎo)用戶正確理解LED顯示屏的“最大亮度”這個(gè)性能指標(biāo)，行業(yè)有必要給出一個(gè)指導(dǎo)：在某些場合，在不同照度的使用環(huán)境下，應(yīng)在保證視角的前提下確定亮度指標(biāo)（即LED顯示屏的亮度達(dá)到什么值就可以滿足要求），不要不顧視覺效果，僅一味強(qiáng)調(diào)亮度指標(biāo)，這樣作出來的屏除非提高成本，采用很亮的LED燈（一個(gè)后果是可視范圍大了，但是正面由于過亮無法觀看）；否則的話，由于屏幕的觀看范圍很小，可能成為低檔次的顯示屏。

　　3 、LED顯示屏亮度同均勻性之間的關(guān)系

　　目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11281-2003《LED顯示屏測試方法》亮度均勻性的測量并不牽涉到顯示屏空間位置以及觀察角度的變化等因素。

　　（1）LED顯示屏觀察視角同均勻性之間的關(guān)系

　　實(shí)際上，由于LED顯示屏作為一種大屏幕顯示產(chǎn)品，它給人們的視覺效應(yīng)可想而知，因此需要從不同角度對LED顯示屏進(jìn)行觀察，定性分析不同視角和不同的空間分布對LED顯示屏亮度均勻性的影響，以便對LED顯示屏給予更客觀的評價(jià)。

　　《LED顯示屏測試方法》所規(guī)定的亮度均勻性的測量只是針對LED發(fā)光管的光軸方向的亮度測量。顯示區(qū)域1、顯示區(qū)域2、顯示區(qū)域3的發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線及檢測位置1、檢測位置2、檢測位置3如圖3-1所示。根據(jù)《LED顯示屏測試方法》對的三個(gè)顯示區(qū)域進(jìn)行亮度測量，檢測位置1、檢測位置2、檢測位置3分別位于顯示區(qū)域1、顯示區(qū)域2、顯示區(qū)域3的光軸方向。所測量的亮度值是各個(gè)區(qū)域最大的亮度值。本文中假定三個(gè)顯示區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線（包括絕對值）完全相同，因此得到LED顯示屏三個(gè)顯示區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度相同，LED顯示屏的亮度均勻性達(dá)到國家C級標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于LED本身視角的問題，LED顯示屏的亮度會(huì)隨觀察角度的改變而改變，影響了顯示屏的顯示效果。觀察者從不同的角度觀看顯示屏，亮度的改變會(huì)對LED顯示屏亮度均勻性產(chǎn)生一定影響。

　　LED顯示屏在實(shí)際使用中，觀察者會(huì)在一定范圍內(nèi)對顯示屏進(jìn)行觀察。以圖3-2為例，假設(shè)觀察者在觀察位置1、觀察位置2、觀察位置3對LED顯示屏進(jìn)行觀察，觀察者在觀察位置1、觀察位置2、觀察位置3的視軸與圖3-1所示的顯示區(qū)域1、顯示區(qū)域2、顯示區(qū)域3的光軸重合。

　　在觀察位置1時(shí)，顯示區(qū)域1的亮度最大，顯示區(qū)域3的亮度最小，顯示區(qū)域2的亮度介于兩者之間；在觀察位置2時(shí)，顯示區(qū)域2的亮度最大，顯示區(qū)域1和顯示區(qū)域3的亮度基本相同，但小于顯示區(qū)域2的亮度；在觀察位置3時(shí)，顯示區(qū)域3的亮度最大，顯示區(qū)域1的亮度最小，顯示區(qū)域2的亮度介于兩者之間。雖然三個(gè)顯示區(qū)域的LED發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線相同，但是由于LED視角的影響，導(dǎo)致在同一個(gè)觀察位置，三個(gè)區(qū)域亮度值都不相同。

　　顯示區(qū)域1，在觀察位置1時(shí)亮度最大，在觀察位置3時(shí)亮度最小，在觀察位置2時(shí)亮度介于兩者之間；顯示區(qū)域2，在觀察位置2時(shí)亮度最大，在觀察位置1和觀察位置3時(shí)亮度基本相同，但小于在觀察位置2時(shí)的亮度；顯示區(qū)域3，在觀察位置3時(shí)亮度最大，在觀察位置1時(shí)亮度最小，在觀察位置2時(shí)亮度介于兩者之間，因此LED顯示屏相同區(qū)域的亮度會(huì)隨觀察角度的不同發(fā)生變化。

　　根據(jù)LED發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線的變化規(guī)律，對觀察位置1、觀察位置2、觀察位置3進(jìn)行LED顯示屏整屏亮度分布分析。LED顯示屏亮度分布情況如圖3-3所示。其中(a)是在觀察位置1觀察到的LED顯示屏亮度分布情況。(b)是在觀察位置2觀察到的LED顯示屏亮度分布情況。(c)是在觀察位置3觀察到的LED顯示屏亮度分布情況。

　　在一定的觀察范圍內(nèi)，LED顯示屏的相鄰區(qū)域的亮度變化大小是由發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線的斜率決定的。發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線的曲率大，相鄰區(qū)域的LED亮度變化越大；發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線的曲率小，相鄰區(qū)域的LED亮度變化越小。亮度以觀察位置在顯示屏上的投影為圓心，呈同心圓分布，圓心處最亮，亮度隨半徑的增加而減小，亮度變化與發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線的曲率有關(guān)。

　　所以LED的視角分布對顯示效果的影響不亞于亮度。

　?。?）LED顯示屏空間位置同均勻性之間的關(guān)系

　　此外，假定有兩塊完全相同的顯示屏，其組成模塊完全一致，但是其空間分布不一致。其中一塊顯示屏的顯示模塊隨機(jī)分布，而另一個(gè)則是按相鄰顯示模塊差異最小化組合而成，很顯然，就視覺的均勻度來看，顯示屏2要優(yōu)于顯示屏1，盡管其組合的顯示模塊完全一致。

　　也就是說，完全有必要引入相鄰亮度均勻性的指標(biāo)來衡量顯示屏均勻性的優(yōu)劣。

　?。?）LED顯示屏實(shí)際亮度同均勻性之間的關(guān)系

　　還有一點(diǎn)也十分重要，由于目前有很多的顯示屏采用了亮度校正的技術(shù)，因此在保證均勻性指標(biāo)的前提下，顯示屏的校正亮度（實(shí)際亮度）會(huì)產(chǎn)生一定程度的削弱。因此應(yīng)在保證均勻性的前提下確定顯示屏的亮度指標(biāo)，否則最后的顯示屏達(dá)不到預(yù)期的期望。

　　前面已經(jīng)提到視角的重要性，這里再重申一下：沒有足夠的視角，均勻性校正是沒有意義的。甚至于視角的不均勻