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發展迅速，并已經廣泛應用于生產生活的各個領域。特別是逐點校正技術、色域修正技術等新技術的出現和不斷發展，更是大大提高了顯示屏亮度色度的一致性，獲得更優異的圖像顯示質量。盡管與其他光源相比，led擁有穩定性高的突出優點，但在長時間工作的情況下也會不可避免的出現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測實驗。

　　2、LED顯示屏色度一致性

　　色度學是上世紀發展起來的以物理光學、視覺生理學和視覺心理學等學科領域為基礎的綜合性學科。它超出了通常意義下的物理學范圍，但又的確隸屬于物理學范疇。在科學研究、生產和生活中有許多現象往往和該學科聯系在一起，這些現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，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的吻合程度。隨著技術水平的不斷進步，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明顯。

　　通過逐點校正技術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的趨勢，指導LED全彩屏相關參數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據，對LED全彩屏的亮度和色度相關參數隨時間的變化規律做深入研究，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，本文側重于基色色坐標的漂移情況的研究。

　　3、試驗模型

　　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有限公司產P7.62點間距的模塊室內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LED全彩屏經充分老化后，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是本試驗的系統示意圖。

圖1 LED全彩屏衰減及色坐標漂移試驗系統示意圖

　　點亮屏幕的第一個模塊，通過數據采集系統進行相關數據的采集；計算機提取數據并保存；再通過控制系統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。

　3.2 試驗誤差分析

　　可能引起試驗數據異常的原因主要有：

　　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，由恒流驅動控制電路保持在20mA，并相對穩定，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據

　　由表1可見，即使人為的偏離基準測量位置達10°角，測得的色坐標數據也沒有明顯變化，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、試驗結果分析

　　對RGB三基色的色坐標數據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

　由以上結果，可以看出，LED全彩屏在經過充分老化以后，將進入一個平穩期，三基色的色坐標在小范圍內做不規則變化。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據

　　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