《LED背光与显色》课件.ppt

LED背光与显色 拟制 QE路建彬日期 2010 6 26 目录 一色度学基本原理概述二色度计工作原理及测试偏差分析测量偏差纠正LED屏的色域 一色度学基本原理概述 色度学基本原理 色度学原理 CIE色度学系统是以色光三原色RGB为基准 根据混色匹配试验 得到光谱三刺激值曲线 如图1 由于存在负值 不便于理解和计算 于1931年CIE利用三种假想的标准原色X 红 Y 绿 Z 蓝 建立了CIE XYZ系统 图1CIE RGB光谱三刺激值 色度学原理 CIE XYZ系统是在CIE RGB系统坐标转换得到 对应转换得到的三条曲线称为 1931CIE XYZ标准色度观察者光谱三刺激值 如图2所示 图2 1931CIE XYZ标准色度观察者光谱三刺激值 色度学原理 色感觉是由于LED光辐射源的光辐射作用于人眼的结果 因此 颜色不仅取决于光刺激 而且还取决于人眼的视觉特性 如果已知器件的相对光谱能量P 分布函数 根据CIE的规定 那么由它引起的CIE三刺激值X Y Z可以按下式计算 K为调整因数 X K Y K Z K P 由下式 计算得到 x y 色坐标 x y 二色温仪原理及偏差分析 二色温仪原理及偏差分析 色度计原理 P 色坐标的测量有两种方法 1 光电积分法 探测器的响应分别与曲线一致 此方法具有速度快 实现简易等特点 目前CA 210采取此种方法图3CA210结构示意图 色度计原理 P 色坐标的测量有两种方法 2 分光光度法 测量被测物体在各个光谱下的能量值 根据积分计算得到三激励值与色坐标 此发精度高 但设备复杂 昂贵 LED屏色温测量偏差分析 P 按照公司色温标准 280 290 用CA210调试白平衡后 主观观看偏色 1 为验证色温坐标偏差 将色温调到和CCFL的屏主观视觉感受一致后 用CA210测试结果如下 表1 CA210测量色坐标差异表 主观感受的色温一致时 结论 相同视觉感受下 CA210测试结果 LED与CCFL屏的x坐标值相差4 y坐标值相差20 LED屏色温测量偏差分析 2 使用色温仪CS2000 按照 280 290 调整白平衡后 使用CA210对比如下表 LED屏色温测量偏差分析 2 使用色温仪CS2000 按照 280 290 调整白平衡后 使用CA210对比如下表 仪器测量误差分析 1 CA210属于光电积分方式测量色度坐标 其精度取决于其光谱响应曲线和标准配色函数曲线的吻合程度 下图是其偏差的示意图 由于在某些光谱频率响应上存在偏差 势必会给结果带来误差 图4分光色度计光谱响应偏差示意图 LED屏色温测量偏差分析 仪器测量误差分析 2 CA210一直在公司内部用于LCD色温的测量 为什么只有在测量LED屏时存在这么大的差异 原因在于CCFL和LED的光谱特性不同 CCFL光谱特性LED光谱特性CCFL的光谱的三个主峰值明显 主峰的光谱半宽度小LED光谱除蓝色主峰值波长明显外 绿红峰不明显 光谱的半宽度大 并且连接到一起 LED屏色温测量偏差分析 仪器误差分析 由于CCFL光谱本身是离散的 就容易避过CA210有偏差的频率点 另外厂家出厂校正的CH0通道 也是基于CCFL校正 保证了其准确性 对于LED连续的光谱特性 仪器在可见光范围内任何的频点上的响应偏差都会在测量结果中体现出来 LED屏色温测量偏差分析 三LED屏色坐标测量偏差纠正 LED屏色坐标测量偏差纠正 1 临时措施通过主观对比确认 将主观确认接受的坐标 传递给生产和检验 2 购买高精度仪器CS2000公司内部购置一台做基准仪器 其他仪器以此做校准 但设备昂贵 需要领导批示 配屏组申请中 3 对目前的CA210校正使用 如果使用高精度仪器 对CA210校正一次 然后用于所有LED产品的测试 是最经济的方法 此方法取决于LED光谱特性是否一致 下图为测试摸底的LED光谱图 解决措施 4 解决措施 解决措施 目前测试的LED光谱 大致形状一致 需要进步测试对比分析才能得到结论 除了蓝光LED激发红 绿荧光粉的LED外 还有如下三个光谱 黄色荧光粉的LED有在LCD背光使用 目前还比较少 建议配屏组购买CS2000 对屏认可时测量光谱 有差异时再对CA210的另一通道校正 RGB三芯片封装紫外激发三基色荧光粉蓝光LED激发黄色荧光粉 解决措施 试验目的 验证使用CA210对光谱一致的LED屏统一色坐标调白平衡的可能性试验方法 1 输入白窗口信号 使用CA210出厂校正的原始通道 将不同的LED屏调整到亮度基本一致 色坐标偏差小于 2后后 主观判定颜色是否存在偏差 2 将亮度调整到另一值 重复1 的步骤 以确定不同亮度的影响 3 使用和标准的色温仪针对LED屏校正过的通道 重复1 的步骤 验证校正后通道的主观一致性 注 白窗口在保证能察觉总体色温感受的情况下应尽量小 观察时要正对屏幕显示区域中心 以降低屏的色度均匀性 色度随视角的变化 以及屏的GAMMA等因素对人眼判定的影响 试验数据 原始测量通道下色坐标一致时的主观差异判定表 亮度1 校正的测量通道下色坐标一致时的主观差异 LED使用统一色坐标的试验验证 试验数据 原始测量通道下色坐标一致时的主观差异判定表 亮度2 校正通道下色坐标一致时的主观差异判定表 亮度1 LED使用统一色坐标的试验验证 试验结论 在不同亮度下 测试了两个亮度 使用CA210修正后的坐标调试后的机器 色温主观一致使用CA210校正后的通道 调试后的机器 色温主观一致在频谱基本一致的情况下 采用修正后的坐标或者校正后的通道 用于调试和测量 具有可行性 LED使用统一色坐标的试验验证 四LED屏的色域 LED屏的色域 LED色域 P 根据三基色混色的原理 在坐标系上只有在R G B构成的三角形内的颜色才能被显示 根据参考系不同 常用NTSC色域覆盖率和CIE色域覆盖率表示 前者以NTSC荧光粉构成的面积为参考 后者以可见光范围为参考 LED色域 P LED背光问世之初 就以显色好 色域高而作为其主要优点之一进行宣传 果真如此吗 我们以测试为准 从色域测试图上 我们可以看出 R G B三色的纯度越高 越接近于谱色 他们在坐标性上越靠近边缘 形成的三角形的面积越大 给人的感觉也是越鲜艳 下图为LEDR G B光谱图 可知 除蓝色光谱 半峰值波长短 纯度高外 其他两色都有杂色存在 给人主观感受颜色不鲜艳 绿色偏黄