1、引言
近年來，以LED顯示屏為代表的平板顯示技術發(fā)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(xiàn)和不斷發(fā)展，更是大大提高了顯示屏亮度色度的一致性，獲得更優(yōu)異的圖像顯示質量。盡管與其他光源相比，LED擁有穩(wěn)定性高的突出優(yōu)點，但在長時間工作的情況下也會不可避免的出現(xiàn)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(jiān)測實驗。
2、LED顯示屏色度一致性
色度學是上世紀發(fā)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(xiàn)象往往和該學科聯(lián)系在一起，這些現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)的趨勢，指導LED全彩屏相關參數(shù)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(shù)據，對LED全彩屏的亮度和色度相關參數(shù)隨時間的變化規(guī)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(shù)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(tǒng)示意圖。
圖1 LED全彩屏衰減及色坐標漂移試驗系統(tǒng)示意圖
點亮屏幕的第一個模塊，通過數(shù)據采集系統(tǒng)進行相關數(shù)據的采集；計算機提取數(shù)據并保存；再通過控制系統(tǒng)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(shù)。
3.2 試驗誤差分析
可能引起試驗數(shù)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(huán)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(wěn)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(huán)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(shù)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(shù)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(shù)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(wěn)期，三基色的色坐標在小范圍內做不規(guī)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(shù)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(tǒng)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
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圖7 a)藍基色色坐標u值隨時間變化情況 b)藍基色色坐標v值隨時間變化情況
同時，本文對三基色在衰減過程中波長的變化情況做了進一步分析，如表3所示。
表3 衰減過程中三基色波長變化情況
由表3可見，在本次衰減過程中，各基色波長偏移量較小，對顯示屏圖像顯示質量影響不大；同時，各基色的波長偏移量體現(xiàn)出一定的差異性。
5、結論
LED全彩屏在經過充分老化后，在一定時期內，其色坐標變得相對平穩(wěn)，只在一個較小的范圍內呈現(xiàn)不規(guī)則的小幅振蕩，在這一時期內色坐標的漂移對屏幕圖像質量的顯示效果影響不大，在LED顯示屏的后期維護及二次校正過程中當以亮度范圍內為主。同時，在短時期內，它各個基色色坐標漂移情況盡管較小，但也表現(xiàn)出不同程度的差異性，經過一段時間的衰減過程，屏幕將再次表現(xiàn)出其色度的不一致性，這種情況下，就需要對LED顯示屏同時進行亮度和色度兩方面的維護和校正。當然，短短幾百小時的監(jiān)測是遠遠不夠的，要全面把握LED全彩屏在衰減過程中色坐標漂移的規(guī)律性，還需要大量的試驗和長期不懈的努力。