關(guān)于提升LED顯示屏質(zhì)量的探討
1、亮度與視角
亮度是顯示屏的一個(gè)重要指標,顯示屏亮度主要取決于LED發(fā)光強度和LED在顯示屏上的排列密度。有些安裝在較高墻面上的顯示屏,LED管子安裝的角度對于人眼判斷發(fā)光強度也有一定的影響。按照信息產(chǎn)業(yè)部SJ/T11141-2003標準,亮度定義為L(cháng)ED顯示屏單位面積上的發(fā)光強度。視角為觀(guān)察方向的亮度下降到LED顯示屏法線(xiàn)方向亮度的二分之一時(shí),同一平面兩個(gè)觀(guān)察方向與法線(xiàn)方向所成的夾角,分為水平視角和垂直視角。顯示屏的顯示顏色有單基色、雙基色和全彩色,使用環(huán)境有兩類(lèi):室內顯示屏和室外顯示屏,兩者對參數的選擇和要求也有區別。室內全彩屏的亮度要在800cd/m2以上,室外全彩屏的亮度要在1,500cd/m2以上,才能基本保證顯示屏工作時(shí)的正常圖像亮度。近幾年LED在襯底、外延、芯片及封裝等方面的新技術(shù)層出不窮,尤其是氧化銦錫(ITO)材料的使用,電流擴展層技術(shù)及工藝的穩定與成熟,使LED的發(fā)光效率有了大幅度的提高。目前,大多數戶(hù)外全彩顯示屏水平視角可大于120°、垂直視角大于45°,在像素間距為16mm時(shí),全彩顯示屏白平衡亮度大于6,000cd/m2,像素間距為20mm時(shí),全彩顯示屏白平衡亮度也可達到5,500cd/m2以上,顯示屏可在任何環(huán)境下全天候工作。
LED管的發(fā)光強度取決于管子的工作電流,目前1W的LED管,生產(chǎn)廠(chǎng)家推薦的工作電流一般為350mA.增大工作電流,會(huì )提高LED管的發(fā)光強度,但也會(huì )導致LED管的發(fā)熱,加快LED管的光衰,實(shí)際上將會(huì )影響LED顯示屏的整體壽命,而LED管是不可能被大量更換的,因此,一旦一塊屏上有較多數量的LED管壽命終結,則意味著(zhù)顯示屏壽命的終止。從一定意義上說(shuō),LED管的壽命決定了顯示屏的壽命。LED管的壽命通常以發(fā)光強度衰減到初始值50%的時(shí)間為壽命期。我們在檢驗中發(fā)現,現在政府采購的項目,要求供應商提供顯示屏的質(zhì)量檢驗報告,由于是投標前的質(zhì)量保證,供應商自己送來(lái)的檢驗樣品都是經(jīng)過(guò)挑選的,而且是縮小試樣,這些送檢產(chǎn)品的質(zhì)量確實(shí)比較過(guò)關(guān)?,F在政府采購對產(chǎn)品有質(zhì)量要求和價(jià)格要求,其中價(jià)格一般都占百分制的45分,如果質(zhì)量相差不大,價(jià)格起著(zhù)關(guān)鍵性的作用?,F在的供應商投標不管產(chǎn)品質(zhì)量能否符合,一律填寫(xiě)滿(mǎn)足、優(yōu)于,現場(chǎng)評審很難核對,只有在中標后,采購單位才能發(fā)現。對一些以低價(jià)中標的供應商,用質(zhì)量較差的管子代替好的管子完全有可能發(fā)生。所以在選購顯示屏產(chǎn)品時(shí),盡可能選擇信譽(yù)好,品牌響的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家,有可能時(shí)還要供應商提供LED管的進(jìn)貨發(fā)票,以確保LED管和顯示屏的質(zhì)量。
2、均勻性與清晰度
LED顯示屏均勻性有三個(gè)體現指標:像素光強均勻性、顯示模塊亮度均勻性和模組亮度均勻性。由于測試像素光強均勻性要把LED管從顯示屏上拆下,過(guò)程復雜,而且也可能損壞管子,所以顯示屏測試一般選擇模塊或模組的亮度均勻性作為考核指標。模塊亮度均勻性是指同一塊顯示屏中模塊相互之間的亮度一致性,已成為衡量顯示屏優(yōu)劣的最重要指標之一。
測量方法是在全屏范圍內任意離散抽取9個(gè)顯示模塊(黑屏狀態(tài)下隨機選擇9個(gè)顯示模塊),在最高灰度級、最高亮度級下,全屏顯示某一基色,用彩色分析儀分別測量出9個(gè)顯示模塊的亮度值,光探頭采集范圍不得少于16個(gè)相鄰像素,再進(jìn)行算術(shù)平均計算,具體如公式(1)所示。
LJ=×100%(1)
其中LAV=Li/9
通過(guò)我們對不同顯示屏的檢測,包括室內屏和室外屏,各類(lèi)初始技術(shù)指標尚能滿(mǎn)足標準要求,達到C級的居多。通過(guò)環(huán)境實(shí)驗、可靠性實(shí)驗后,光衰及光學(xué)性能的變化就會(huì )產(chǎn)生均勻性問(wèn)題。我們經(jīng)常發(fā)現顯示屏經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用之后,會(huì )出現不均勻現象,如“灰塵效應”和“馬賽克”等,造成這種不均勻的主要原因是LED管的各項性能不一致,主要包括光強不一致、光軸不一致、色坐標不一致、各基色光強分布曲線(xiàn)不一致以及工作后的光衰不一致。目前業(yè)內解決LED管性能參數不一致的現象主要有兩種技術(shù)途徑:一是通過(guò)對LED管規格參數的進(jìn)一步細分,提高LED管各項性能的一致性;二是通過(guò)后續校正的方式來(lái)改善顯示屏的均勻性。我們認為事前分選是解決均勻性較為有效的技術(shù)手段,后續校正有可能使LED管超負荷工作,而且還有些缺陷,如光軸不一致、光強分布曲線(xiàn)不一致、光衰特性不一致、拼裝精度差等,是無(wú)法通過(guò)后續校正來(lái)消除的。
LED顯示屏標準沒(méi)有規定清晰度,但對像素間距作了定義,像素間距越小,清晰度越高?,F在常用的戶(hù)內全彩點(diǎn)陣顯示像素間距有2.5、4、4.75、6mm等,亞表貼三拼一像素間距有6、7.62、10、12mm等。由于顯示屏的制造工藝和LED管的離散性,像素不是決定清晰度的唯一指標,與顯示屏分辨率、均勻性、亮度、對比度等多項指標密切相關(guān)。通過(guò)單純縮小物理像素間距來(lái)提高分辨率,雖然可以在一定程度上增強清晰度,但由于顯示屏產(chǎn)品的特殊性,只有上述各類(lèi)參數指標均達到要求,才能得到一個(gè)良好的圖像清晰度。
3、顯示屏像素
像素失控分為盲點(diǎn)和常亮點(diǎn)兩類(lèi)。盲點(diǎn),也就是瞎點(diǎn),在需要亮的時(shí)候它不亮,稱(chēng)之為瞎點(diǎn);常亮點(diǎn),在需要不亮的時(shí)候它反而一直亮著(zhù),稱(chēng)之為常亮點(diǎn)。對于單色、雙色較好理解,對于全彩,RGB其中任何一個(gè)燈失控,我們即認為此像素失控。像素失控率分為整屏像素失控率和區域像素失控率。整屏像素失控率等于整屏盲點(diǎn)數與整屏常亮點(diǎn)數之和與整屏像素數之比。另外,為避免失控像素集中于某一個(gè)區域,標準提出“區域像素失控率”,也就是在100×100像素區域內,失控的像素數與區域像素總數(即10,000)之比。此指標在SJ/T11141-2003《LED顯示屏通用規范》中對《失控的像素是呈離散分布》的要求進(jìn)行了量化,方便直觀(guān).
4、環(huán)境防護與安全要求
由于顯示屏可應用在不同場(chǎng)合,所以對顯示屏也有一定的安全要求。標準規定的主要安全指標有接地、對地漏電流、抗電強度、溫升四個(gè)指標。其中對地漏電流和抗電強度是最重要的安全指標。SJ/T11141-2003《LED顯示屏通用規范》5.4條規定,標準要求在1.1倍額定電源電壓下,顯示屏的對地漏電流不得超過(guò)3.5mA;抗電強度在電源開(kāi)關(guān)處于接通位置,應能耐受1,500V,1min的試驗電壓而不發(fā)生絕緣擊穿。
LED室外顯示屏的用量比室內屏用量高得多,室內顯示屏對環(huán)境適應性的要求較低,室外顯示屏對環(huán)境適應性的要求則高得多。由于不同的地區,環(huán)境也不一樣,室外顯示屏應能耐受惡劣環(huán)境的長(cháng)期影響,即能抗風(fēng)、抗雨、抗震,還要求在高低溫環(huán)境下也能正常使用。上述各類(lèi)環(huán)境因素都會(huì )使LED顯示屏原有封閉結構遭受不同程度的損壞,雨水和灰塵滲漏又會(huì )使內部電路遭受損壞,如雨水和灰塵在電的作用下對銅箔的腐蝕,產(chǎn)生的潮濕對電阻和LED管引線(xiàn)的銹蝕等。所以,室外顯示屏的防水性能顯得極為重要.