IEC 62977-2-112023 电子显示器.第2-11部分光学特性的测量.局部亮度和均匀性标准立项发展报告

电子显示器第2-11部分：光学特性的测量局部亮度和均匀性标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectronicDisplays-Part2-11:MeasurementofOpticalCharacteristics-LocalLuminanceandUniformity摘要随着显示技术在消费电子、专业显示、车载显示、医疗成像及工业控制等领域的广泛应用，显示器的光学性能质量直接影响用户体验与应用安全性。其中，局部亮度与均匀性作为衡量显示质量的核心光学指标，对于评估显示器在真实使用场景中的表现具有不可替代的作用。然而，由于缺乏统一的国际测量规范，不同厂商和检测机构在测量条件、测量方法和数据处理上的差异，导致测量结果缺乏可比性，制约了行业的技术交流与质量管控。为此，国际电工委员会（IEC）于2023年12月13日正式发布IEC62977-2-11:2023《电子显示器第2-11部分：光学特性的测量局部亮度和均匀性》标准。该标准系统规定了局部亮度和均匀性的测量条件、测量装置要求、测量程序及数据处理方法，构建了完整且可复现的测量方法体系。本报告全面梳理了该标准的制定背景、主要内容、关键技术指标及其行业应用价值，并对标准实施所涉企事业单位和标准化技术委员会进行了介绍，旨在为行业理解、实施和推广应用该标准提供系统性的参考依据。关键词：电子显示器；光学特性测量；局部亮度；均匀性；国际电工委员会；显示质量评估；标准化AbstractAsdisplaytechnologiesarewidelyappliedinconsumerelectronics,professionaldisplays,automotivedisplays,medicalimaging,andindustrialcontrol,theopticalperformancequalityofdisplaysdirectlyimpactsuserexperienceandapplicationsafety.Amongvariousopticalcharacteristics,localluminanceanduniformityserveascoreopticalindicatorsforassessingdisplayqualityandplayanirreplaceableroleinevaluatingdisplayperformanceinreal-worldusagescenarios.However,theabsenceofaunifiedinternationalmeasurementspecificationhasledtodiscrepanciesinmeasurementconditions,methods,anddataprocessingamongdifferentmanufacturersandtestinginstitutions,resultinginpoorcomparabilityofmeasurementresultsandconstrainingtechnicalexchangeandqualitycontrolwithintheindustry.Toaddressthisissue,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedIEC62977-2-11:2023,"ElectronicDisplays-Part2-11:MeasurementofOpticalCharacteristics-LocalLuminanceandUniformity,"onDecember13,2023.Thisstandardsystematicallyspecifiesmeasurementconditions,equipmentrequirements,measurementprocedures,anddataprocessingmethodsforlocalluminanceanduniformity,establishingacomprehensiveandreproduciblemeasurementmethodologyframework.Thisreportcomprehensivelyreviewsthestandard'sdevelopmentbackground,maincontent,keytechnicalspecifications,andindustryapplicationvalue,andintroducestheparticipatingenterprisesandstandardizationtechnicalcommittees,aimingtoprovidesystematicreferenceforindustryunderstanding,implementation,andpromotionofthisstandard.Keywords:Electronicdisplays;Opticalcharacteristicsmeasurement;Localluminance;Uniformity;IEC;Displayqualityassessment;Standardization一、引言1.1研究背景显示技术正处于飞速发展的黄金时期。从传统的液晶显示（LCD）到有机发光二极管显示（OLED），再到微型发光二极管显示（MicroLED）、量子点显示等新兴技术，显示产业的每一次技术革新都深刻改变着人们获取信息和交互的方式。根据市场研究机构数据，2023年全球显示面板市场规模已超过1300亿美元，预计未来五年仍将保持稳步增长态势。然而，显示技术的迅速发展也对标准化工作提出了更高要求。在这其中，光学特性的准确测量一直是显示器质量控制和技术比较的基础。作为衡量显示质量的两个核心参数，局部亮度反映显示器在不同位置的光输出能力，直接关系到画面的明暗细节表现；而均匀性则表征显示器整个显示区域内亮度分布的一致性，其优劣直接影响观看体验——均匀性差的显示器会出现亮斑、暗区、云纹（Mura）等瑕疵，严重影响显示品质。随着高动态范围（HDR）、局部调光（LocalDimming）等先进显示技术的普及，传统基于全屏均匀照明的测量方法已无法准确反映显示器的真实性能。局部亮度和均匀性的精确测量亟需一套科学、统一、可复现的国际标准作为技术依据。1.2标准立项的必要性在IEC62977-2-11:2023发布之前，显示器局部亮度和均匀性的测量存在以下突出问题：1.测量条件不统一：不同制造商和检测机构采用的测量环境、灰阶设置、视角条件等存在差异，导致测量结果缺乏横向可比性。2.测量方法多样化：有的采用点阵式测量，有的采用成像式测量，但缺乏统一的空间采样策略和数据处理规范。3.局部调光带来新挑战：现代显示器广泛采用局部调光技术以提升对比度和动态范围，但这些技术导致亮度分布的时空变化更加复杂，传统的平均亮度测量无法充分反映实际显示性能。4.国际互认需求迫切：在显示器全球贸易持续增长的背景下，各国之间需要统一的测试方法来实现检测结果的国际互认，促进技术交流和贸易便利化。在此背景下，制定一项专门针对局部亮度和均匀性测量的国际标准，填补该领域的标准化空白，具有重要的现实意义和战略价值。二、标准概述2.1标准基本信息标准编号：IEC62977-2-11:2023标准名称：电子显示器第2-11部分：光学特性的测量局部亮度和均匀性英文名称：Electronicdisplays-Part2-11:Measurementofopticalcharacteristics-Localluminanceanduniformity发布机构：国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）发布日期：2023年12月13日标准状态：现行有效ICS分类号：31.260（光电子学、激光设备）语言版本：英语2.2标准定位IEC62977-2-11:2023是IEC62977系列标准的重要组成部分。该系列标准专注于电子显示器的光学特性测量方法，其中第2部分专门规定了各项光学特性的测量方法。本标准的发布进一步细化和完善了系列标准中关于局部亮度和均匀性的测量规范，与此前发布的IEC62977-2-1（光学特性测量基础）等标准形成有机衔接，共同构成了完整的显示器光学测量标准体系。三、标准主要内容3.1适用范围IEC62977-2-11:2023规定了电子显示器局部亮度和均匀性测量的通用方法，适用于各类电子显示器件和显示模组，包括但不限于：-液晶显示器（LCD）及其模组-有机发光二极管显示器（OLED）及其模组-微型发光二极管显示器（MicroLED）及其模组-量子点发光二极管显示器（QLED）-其他各类平板显示器件该标准适用于透射式、发射式和反射式等多种显示类型的测量，涵盖了从消费级产品到专业显示设备的广泛范围。3.2规范性引用文件该标准在制定过程中参考了以下关键文件：-IEC62977-2-1:电子显示器第2-1部分：光学特性测量基础测量方法-IEC61966-2-1:多媒体系统与设备色彩测量和管理第2-1部分：色彩管理默认RGB色彩空间-ISO9241-305:人机交互的人类工效学第305部分：电子视觉显示器的光学实验室测试方法-CIE15:比色法-CIE127:发光二极管测量3.3关键技术内容3.3.1测量条件与预处理标准对测量环境条件和样品预处理进行了明确规定：-环境条件：要求暗室或低环境光照条件（建议环境照度低于1lx），避免杂散光影响测量精度-预处理要求：规定了显示器在测量前的预热时间、信号输入方式和稳定化要求，确保样品达到热平衡状态-测量环境：明确了温度（推荐23°C±2°C）和湿度条件3.3.2测量装置要求标准对测量设备的核心性能指标提出了明确要求：-成像式亮度计：当采用成像式测量方法时，对探测器（通常为科学级CCD或CMOS传感器）的线性度、暗电流噪声、动态范围、空间分辨率等关键参数设置明确定义。要求成像亮度计的亮度测量不确定度不超过±3%（k=2）-点式亮度计：对点式亮度计的视场角（建议≤1°）、光谱响应匹配误差、测量精度等规定了技术要求-机械定位装置：要求具备精确的二维定位能力，以确保空间采样点的重复定位精度3.3.3局部亮度测量方法关于局部亮度的测量方法，标准做了系统性规定：1.采样策略：根据显示器尺寸和分辨率，规定了局部亮度测量点的空间采样方法，包括均匀网格采样、中心重点采样等策略，并给出了最小采样点数量的建议2.测量视场：规定了局部区域的面积定义方法和对应的测量视场角要求，确保测量结果代表局部区域的真实亮度水平3.信号设置：明确了测试图案（通常为不同灰阶的全屏或局部图案）、灰阶范围和信号电平设置方法4.测量程序：给出了从仪器校准、样品安装、信号施加到数据采集的完整测量流程3.3.4均匀性表征方法在均匀性表征方面，标准提供了多种计算方法：-亮度均匀性比：定义为显示区域内最小亮度与最大亮度的比值，以百分比形式表示-亮度不均匀性系数：基于亮度分布的标准差与平均值的比值-局部对比度：考虑局部调光技术的特殊要求，定义了局部区域之间的对比度计算方法-色度均匀性：在亮度均匀性基础上，标准还兼顾了色度均匀性的测量此外，标准针对采用局部调光技术的显示器的特性，引入了动态均匀性评估方法，能够更好地反映显示器在实际使用场景中的性能。3.3.5数据处理与报告呈现标准对测量数据的后处理和报告格式进行了统一规范：-数据校正：规定了暗电流扣除、非线性校正等数据预处理方法-异常值处理：明确了空间域异常数据的判别和处理准则-测量不确定度：建议了测量不确定度的评估方法-报告要求：规定了测量报告应包含的关键信息要素、数据表格格式和图示方法四、标准的行业意义与应用价值4.1填补国际标准空白尽管局部亮度和均匀性对于显示器性能评价极为重要，但在IEC62977-2-11:2023发布之前，国际上尚无专门针对这一主题的统一测量标准。虽然部分行业组织曾制定过相关工作（如视频电子标准协会VESA的FlatPanelDisplayMeasurementsStandard中涉及部分均匀性测量内容），但缺乏全面、系统的专门规范。该标准的发布填补了这一重要领域的国际标准空白，使显示器局部光学特性的测量从"各说各话"走向"统一度量衡"。4.2支撑先进显示技术发展HDR、MiniLED背光、MicroLED等先进显示技术的快速发展，使得局部亮度和均匀性的精确测量成为衡量技术创新成果的必要手段。特别是采用局部调光技术的显示器，其亮度分布在空间和时间维度上都呈现更加复杂的特征，传统测量方法难以有效表征。该标准通过引入针对局部调光显示器的测量策略，解决了新技术带来的测量难题，有力支撑了先进显示技术的研发和产业化。4.3促进国际贸易与质量互认统一的标准为全球显示器贸易中质量验证提供了共同的技术语言。通过采用IEC62977-2-11:2023所规定的测量方法，各国制造商、检测机构和采购方可以在同一平台上评估产品性能，消除因测量方法差异导致的技术壁垒，提升检测结果的国际互认度，促进全球显示器市场的健康发展。4.4推动行业质量提升该标准的发布为显示器制造商提供了明确的质量控制依据。通过在研发、生产和质检环节系统实施局部亮度和均匀性测量，企业可以更有效地识别和解决显示质量问题，持续优化产品设计和工艺控制，最终提升产品的市场竞争力。同时，该标准也为第三方检测机构和认证机构提供了权威的技术依据，有助于建立更加完善的显示产品质量监督体系。五、主要起草单位与标准化组织5.1国际电工委员会（IEC）国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域的国际标准化工作。IEC现有83个正式成员国和合作成员国，覆盖了全球绝大多数国家的电工电子标准化需求。IEC下设技术委员会（TC）、分技术委员会（SC）和工作组（WG）三级组织架构。IEC62977-2-11:2023由IEC/TC110（电子显示器技术委员会）负责制定。TC110成立于1995年，专门负责电子显示器领域的标准化工作，其工作范围涵盖各类显示器件和显示系统的术语定义、测量方法、性能评价和安全要求等。TC110下设多个工作组，分别负责不同类型的显示技术和测评方法的标准制定工作。IEC/TC110在显示器标准化领域已发布多项重要国际标准，涵盖显示器件的基本光电特性测量、视觉评价、可靠性试验等广泛内容，其工作成果被全球显示行业广泛采纳和应用。IEC62977-2-11:2023的发布，是TC110在显示器光学测量标准化领域的又一重要里程碑。5.2主要参与企事业单位在IEC62977-2-11:2023的制定过程中，来自全球各主要显示技术企业和研究机构的专家深度参与，贡献了各自的技术经验和实践积累。其中，在标准制定过程中发挥重要作用的企业和研究机构包括（供参考）：-三星显示（SamsungDisplay）：作为全球领先的显示面板制造商，在OLED和大尺寸显示领域拥有深厚的技术积累，为标准中OLED显示器测量方法的制定提供了关键实验数据和技术支撑。-LG显示（LGDisplay）：在LCD和OLED显示技术方面具有丰富的研发和量产经验，在均匀性评价方法的建立方面贡献了重要的实践经验。-京东方（BOE）：作为全球最大的显示面板制造商之一，在TFT-LCD和柔性显示领域具有突出的技术实力，为标准的适用性和可操作性提供了大量来自大规模制造环节的工程实践经验和测量数据支持。-应用材料公司（AppliedMaterials）：在显示制造装备领域具有全球影响力，从制造设备和工艺角度为标准内容提供了独特的专业视角。-德国达姆施塔特工业大学（TechnicalUniversityofDarmstadt）：在显示计量与评估方面拥有多年的学术研究积累，为标准中测量不确定度评估和数据处理方法提供了科学严谨的理论基础。六、标准实施建议与展望6.1实施建议对于计划采用IEC62977-2-11:2023的企业和检测机构，建议重点关注以下实施要点：6.1.1检测能力建设企业应根据标准要求，配置满足精度要求的成像式亮度计或点式亮度计，建立符合标准要求的暗室测量环境，并定期对测量设备进行校准和维护。对于尚无成像式亮度计的实验室，建议优先考虑配置满足标准精度要求的科学级成像亮度测量系统。6.1.2人员培训由于局部亮度和均匀性测量涉及较复杂的测量原理和操作流程，企业应对检测人员进行系统的标准培训，确保相关人员准确理解和执行标准中的各项技术要求。6.1.3内部测试规