影響LED顯示屏逐點校正效果的因素分析

　采用數(shù)碼相機校正，穩(wěn)定性完全沒有保障，對于同樣條件下點亮的顯示屏，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有亮度差。正是因為這種采集設(shè)備的缺陷，數(shù)碼相機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)計和嚴格控制環(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)境條件的變化都會引起顯示屏原始亮度的變化，如果不能加以控制，就會導(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)，逐點校正流程要求在屏體充分老化后進行。

　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)點亮后立刻測量；二是熱屏校正，即將屏點亮一段時間，讓溫度與亮度都處于一個穩(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，遠遜于綠色和藍色

　2R1G1B的屏校正的前提是：采集系統(tǒng)能夠識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。

　對于2R1G1B的實像素顯示屏，一個像素中的2顆紅燈是由一個驅(qū)動芯片管腳同時驅(qū)動的，這就意味著2顆紅燈盡管亮度不同，卻只能應(yīng)用同一個校正系數(shù)，只能將2顆紅燈的平均亮度校正到目標亮度值上。這種校正對于均勻度的改善可以說是隔靴搔癢，自然達不到理想效果。曾經(jīng)的實測數(shù)據(jù)中，紅綠藍三色原始均方差均在8%左右，校正后，綠藍兩色均方差分別達到1.2%和1.4%，而紅色均方差只能達到4.8%。

　而對于2R1G1B的虛擬屏來說，一個像素中的2顆紅燈是獨立驅(qū)動的，因此如果控制系統(tǒng)能夠讀取每個像素4個校正系數(shù)（R1, R2, G, B），并正確應(yīng)用，紅色是可以達到理想的逐點校正效果的。但當前大多數(shù)通用控制系統(tǒng)還只能讀取并應(yīng)用每像素3個校正系數(shù)（R，G，B）的校正數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)對虛擬屏的校正。

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

（圖五）

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

　而原始LED燈點的視角越大，一致性越好，均勻度下降的幅度也就會越小，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使得偏離校正點，均勻度下降。

　　3.7 校正后中高亮度顯示時效果好，顯示低灰時均勻度惡化

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

　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)動芯片共同完成對LED燈的灰度/亮度控制。這個控制過程中，控制系統(tǒng)的起輝灰度、線性度，灰度控制精度，伽瑪校正的實現(xiàn)方法等都會影響到顯示屏校正后的低灰表現(xiàn)。而有些驅(qū)動芯片在低灰顯示時，管腳間的輸出不一致，呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。這些都會讓校正后的效果在低灰時出現(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） 在起輝灰度級的附近，部分燈點亮，部分燈點不亮；

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

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

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

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

　原因：低灰時驅(qū)動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，顯示白色時有模塊級嚴重色偏

　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)象的詳細分析案例可參見《LED屏顯世界》2010.5 《熱分布對顯示均勻性的影響》。

　　3.10 逐點校正后良好的均勻度效果能維持多久

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

　從理論出發(fā)，校正后均勻度隨時間下降的根本原因就是LED燈的光衰和燈點間光衰速度的差異。燈點的光衰與屏的工作狀態(tài)相關(guān)，燈點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)容是動態(tài)視頻還是固定白底畫面）有關(guān)。

　事實上，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10年，而LED的壽命并不是指從點亮到死燈的時間，而是指LED光強衰減到原始光強的一半的時間。

　　第四章、結(jié)束語

　綜上所述，逐點校正是一個系統(tǒng)工程，影響逐點校正效果的因素很多。只有正視問題、究根溯源、對癥下藥，逐步完善逐點校正的各個技術(shù)環(huán)節(jié)，這包括采集設(shè)備、控制系統(tǒng)、驅(qū)動芯片、顯示屏的設(shè)計、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！