LED顯示屏主要參數(shù)相互關(guān)系的大討論

　　4 、亮度均勻性與色度均勻性

　　同亮度均勻度一樣，屏幕各個(gè)部分色度的差異程度為色度均勻性。

　　目前的行業(yè)為了評(píng)判LED大屏幕亮度的均勻性，《LED顯示屏測(cè)試方法》提出了“像素光強(qiáng)均勻性”、“顯示模塊亮度均勻性”和“模組亮度均勻性”三個(gè)均勻性指標(biāo)。顯示模塊亮度均勻性傳統(tǒng)的測(cè)試方法是用目測(cè)法，選出3組顯示模塊進(jìn)行計(jì)算，這種方法雖然能夠近似的表示其均勻性，它畢竟不是全面和客觀地對(duì)這整個(gè)屏幕進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有一定的局限性。而且《LED顯示屏測(cè)試方法》也沒有規(guī)定色度均勻性的測(cè)量方法。

　　同亮度均勻性類似，色度均勻性也同顯示屏空間位置以及觀察角度等因素有密切的聯(lián)系，同樣也可以引入相鄰色度均勻性的指標(biāo)來衡量顯示屏色度均勻性的優(yōu)劣。

　　當(dāng)然，作為高檔的LED顯示屏，考慮到較高的亮度均勻性與色度均勻性設(shè)計(jì)無疑會(huì)增高顯示屏的成本，加之色度均勻性的實(shí)現(xiàn)要影響色飽和度，即影響顯示的鮮艷程度，因而有得不償失之嫌。

　　因此在目前條件下，是否可以認(rèn)為亮度均勻性指標(biāo)有巨大商業(yè)價(jià)值，而色度均勻性的探討目前應(yīng)該停留在理論階段。

　　5 、屏幕發(fā)光面積比例同對(duì)比度

　　屏幕發(fā)光面積比例定義為像素發(fā)光面積與像素區(qū)域面積之比。其比例越高，顯示屏的顯示黑區(qū)越小，視覺感覺像素越豐滿，顯示越連續(xù)，色彩越柔和不刺眼。反之視覺感覺顆粒感越明顯，視覺感覺顯示粗糙。

　　但是考慮到由于發(fā)光面需要透過三基色的光，這樣其反射亮度就包括兩部分，一部分是對(duì)外界光的直接反射，另一部分是外界光經(jīng)過透射進(jìn)入發(fā)光體內(nèi)部，再通過發(fā)光體內(nèi)部進(jìn)行反射，這兩種反射也直接影響著對(duì)比度數(shù)值的大小。為了增大對(duì)比度，可以增強(qiáng)發(fā)光體表面的透射率，以達(dá)到減少其表面反射率的要求。同時(shí)為了減少發(fā)光體對(duì)透射光的反射，還可通過改善發(fā)光體的制作工藝以實(shí)現(xiàn)減少內(nèi)部反射的目的。但是該改進(jìn)會(huì)增加額外的開銷。因而在一般條件下，發(fā)光面積比例越高，則使對(duì)比度越差。所以發(fā)光面積比例并非越大越好。

　　此外，對(duì)比度同反射的種類條件以及觀察角度還有密切聯(lián)系，在實(shí)際測(cè)量中，發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線決定不同角度測(cè)得的實(shí)際最大亮度值是不同的。其分布曲線例如圖5-1所示：

圖5-1 LED發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線

　　由圖5-1知，實(shí)際測(cè)量的最大亮度的數(shù)值大于其他任意角度上測(cè)得的實(shí)際最大亮度值。根據(jù)對(duì)比度與顯示屏的實(shí)際最大亮度成正比的關(guān)系，可得出顯示屏法線方向上的對(duì)比度值最大，并且隨著偏離法線角度的增大，對(duì)比度數(shù)值會(huì)逐漸減小。

　　由于發(fā)光管此發(fā)光強(qiáng)度角分布曲線特性，使不同方向上的對(duì)比度差異較大，影響了顯示屏的視角指標(biāo)，降低了顯示效果。所以同上述情況相似，對(duì)比度指標(biāo)也要求改善各個(gè)角度上的發(fā)光強(qiáng)度，使其趨向一致，達(dá)到不同方向上的對(duì)比度基本相同的目的，縮小不同角度上顯示圖像的灰度層次較大的差異，提高視覺效果。如下圖5-2所示的發(fā)光管特性，相較于圖5-1中的發(fā)光管發(fā)光強(qiáng)度特性有明顯改善：

圖5-2 增大LED均勻發(fā)光視角示意圖

　　使用圖5-2所示的發(fā)光管組裝成的顯示屏，提高了較寬視角的顯示效果，但是測(cè)得其法線方向上的對(duì)比度數(shù)值C1小于C2對(duì)比度（C2是使用圖5-1發(fā)光管組裝的顯示屏沿法線方向上的對(duì)比度）。但這并不能說明LED1顯示屏LED2顯示屏顯示的灰度層次差。

　　圖5-2所示，發(fā)光管視角在正負(fù)20度內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度值基本相同，在此視角內(nèi)計(jì)算得到的LED1對(duì)比度C1也基本相同，相較于LED2相同角度上的對(duì)比度C2，雖然在法線方向上對(duì)比度C2>C1，但是偏離法線方向上的對(duì)比度C2C1，說明LED1顯示屏上除法線方向上的其他角度的顯示灰度層次感都比LED2顯示效果好。兩屏的對(duì)比度與測(cè)量角度關(guān)系，如下圖5-3所示：

圖5-3兩顯示屏測(cè)量角度與對(duì)比度關(guān)系示意圖

　　對(duì)于觀察者而言，從法線方向上看LED顯示圖像的概率非常小，其值可近似看作是顯示屏的觀測(cè)角度的倒數(shù)，所以評(píng)價(jià)顯示屏對(duì)比度的好壞不能只用一個(gè)法線方向上對(duì)比度值來衡量，還應(yīng)參考各視角上的對(duì)比度值，以便更真實(shí)的體現(xiàn)圖像顯示效果。

　　以上所述的反射都是針對(duì)漫反射而言，實(shí)際上，出現(xiàn)于LED顯示屏上的反射不只包括漫反射，還包括鏡面反射。

　　漫反射的計(jì)算公式： （5-1）

　　其中Ia=外界光強(qiáng)；Ka=外界光反射系數(shù)；Ip=點(diǎn)光源發(fā)光強(qiáng)度；Kp=面反射系數(shù)； ；N,L矢量如下圖5-4所示：

圖5-4 N,L矢量圖

　　鏡面反射= ，其中點(diǎn)光源發(fā)光強(qiáng)度；=光源衰減率 ； = 鏡面反射系數(shù)（一般為常數(shù)）；n = 鏡面反射指數(shù)； （R,V為單位長(zhǎng)度）；R,V矢量圖如圖5-5所示:

圖5-5 R,V矢量圖

　　對(duì)比度表達(dá)式中實(shí)際最大亮度的計(jì)算方法體現(xiàn)了最大亮度值中僅包括顯示屏對(duì)外界光的反射，而忽略顯示屏對(duì)發(fā)光管發(fā)出光的反射；并且LED顯示屏的反射中還混有鏡面反射，此反射會(huì)導(dǎo)致圖像變的不清楚。針對(duì)上述的問題仍需進(jìn)一步的研究和探討。

　　6 、屏幕刷新（掃描）頻率

　　從《標(biāo)準(zhǔn)》的測(cè)量方法來看，似乎忽略了用戶真正關(guān)心的問題，它也沒有很好考慮到各個(gè)廠家所用驅(qū)動(dòng)電路方式差異，造成測(cè)試的困難。掃描頻率直接影響成本。掃描頻率越高越好，上不封頂，但應(yīng)適可而止。

　　實(shí)際上，“刷新頻率”一幀畫面顯示所需時(shí)間的倒數(shù)，把顯示屏當(dāng)做一個(gè)發(fā)光光源，那就是光源的閃爍頻率?？梢杂妙愃啤?span id="u0i5ods" class=hrefStyle>光感頻率計(jì)”的儀器直接測(cè)試顯示屏的光源閃爍頻率，來反映這個(gè)指標(biāo)。

　　有關(guān)方面做過這方面的測(cè)試。利用示波器測(cè)量任一種顏色的LED驅(qū)動(dòng)電流波形來確定“刷新頻率”，在白場(chǎng)下測(cè)得200Hz；在低灰度級(jí)下，所測(cè)頻率高達(dá)10kHz以上。用PR-650光譜儀測(cè)量；無論在白場(chǎng)，還是在其它灰度等級(jí)下，所測(cè)光源閃爍頻率均為200Hz。因此掃描頻率100至200Hz為宜。

　　7、討論

　　以上是針對(duì)LED顯示屏的主要參數(shù)之間關(guān)系做一個(gè)簡(jiǎn)單的描述，對(duì)于其它一些主要指標(biāo)，還需進(jìn)一步的分析和研究。對(duì)于如何引導(dǎo)用戶正確理解LED顯示屏這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的產(chǎn)品，還是要行業(yè)協(xié)會(huì)多搞點(diǎn)LED顯示屏技術(shù)研究交流，多從實(shí)際出發(fā)，全面分析LED產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)以及評(píng)估方法，引導(dǎo)行業(yè)正確理解LED顯示屏的性能。這對(duì)于用戶、生產(chǎn)者以及整個(gè)行業(yè)都將會(huì)是非常有利的。