雷曼技術(shù)說 | 高品質(zhì)LED顯示屏為什么需要校正

    高品質(zhì)的LED顯示屏為了達到最佳的顯示效果，一般需要進行亮度與顏色的校正，使得LED顯示屏點亮后的亮度一致性、顏色一致性達到最佳，那么高品質(zhì)的LED顯示屏為什么需要校正，以及如何進行校正？

    PART.1

    首先需要了解人眼感知亮度的基本特性。人眼實際感覺到的亮度與一塊LED顯示屏實際發(fā)出的亮度，不是成線性關(guān)系，而是一種非線性關(guān)系。

    例如，人眼看一塊實際亮度為1000nit的LED顯示屏，我們把亮度減少到500nit，實際亮度降低了50%，但是人眼感知亮度不是線性下降到了50%，而是感覺僅僅下降到73%。

    人眼感知亮度與LED顯示屏的實際亮度這條非線性的曲線，被叫做伽馬曲線（如圖1）。從伽馬曲線可以看到，人眼對亮度變化的觀感是比較主觀的，與LED顯示屏實際亮度變化幅度并不一致。

圖1 伽馬曲線

    PART.2

    接下來再來了解人眼對顏色感知變化的特點。圖2是CIE色度圖，顏色可以用色坐標(biāo)或者光波長來表示，例如常見的LED顯示屏的波長，紅色LED為620納米，綠色LED為525納米，藍色LED為470納米。

    一般來說，在均勻色空間中，人眼對于色差的寬容度是△Euv=3，也被稱為視覺可感知色差，當(dāng)LED之間的色差小于此數(shù)值時，被認為差異性不大，當(dāng)△Euv>6表示人眼感覺到兩色之間的嚴重色差。

    或者一般認為波長差異大于2-3納米時，人眼可以感覺到色差，但是人眼對于不同顏色的敏感程度還是存在差異，不同的顏色人眼能感覺到的波長差異并不固定。

圖2 色度坐標(biāo)圖

    通過人眼對亮度、顏色的變化規(guī)律來看，LED顯示屏需要將亮度、顏色差異控制在人眼感覺不到的差異范圍內(nèi)，這樣人眼在觀看LED顯示屏?xí)r才會感到亮度、顏色一致性較好。LED顯示屏所用的LED封裝器件或者LED芯片的亮度、顏色范圍，對顯示的一致性有很大的影響。

    例如雷曼一款LED封裝器件通過分光分色，紅光的亮度范圍為1840mcd—2400mcd，亮度跨度為30%。綠光波長520納米—523納米的產(chǎn)出率92%，517納米—520納米產(chǎn)出率8%。

    PART.3

    在制作LED顯示屏?xí)r，可以選擇亮度、波長在一定范圍內(nèi)的LED封裝器件，例如可以選擇亮度跨度在10%-20%以內(nèi)、波長范圍在3納米以內(nèi)的LED器件進行制作。圖3中，LED紅光亮度可以選擇1980-2180mcd主檔器件，LED綠光波長可以選擇520-523納米的主檔器件。

    選擇亮度范圍、波長范圍較窄的LED器件，基本上可以保證顯示屏的顯示一致性達到較好效果。

圖3 雷曼一款LED封裝器件的亮度產(chǎn)出分布

圖4 雷曼一款LED封裝器件的波長產(chǎn)出分布

    但是一般LED顯示屏實際選用的LED封裝器件的亮度范圍、波長范圍可能比以上理想的范圍要大，這就導(dǎo)致了人眼可能看出LED發(fā)光芯片的亮度、顏色差異。

    另外一種情況是COB封裝，雖然LED發(fā)光芯片的來料亮度、波長都可以控制在理想的范圍內(nèi)，但是也會導(dǎo)致亮度、顏色的不一致。

圖5 LED顯示屏的逐點校正

    為了解決LED顯示屏的這種不一致性，提高顯示質(zhì)量，可以采用逐點校正技術(shù)。

    逐點校正

    逐點校正是通過對LED顯示屏上的每個子像素的亮度和色度數(shù)據(jù)進行采集，給出每個基色子像素的校正系數(shù)，將其反饋給顯示屏的控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)應(yīng)用校正系數(shù)，實現(xiàn)對每一個基色子像素的差異性驅(qū)動，從而提高顯示屏的亮度、色度的均勻性和色彩保真度。

    小結(jié)

    人眼對于LED發(fā)光芯片的亮度變化的感知，與LED發(fā)光芯片實際亮度的變化呈現(xiàn)一種非線性關(guān)系，這條曲線叫做伽馬曲線，人眼對于顏色不同波長的敏感性不同，LED顯示屏顯示效果要好，顯示屏的亮度、顏色的差異要控制在人眼不能識別的范圍，這樣LED顯示屏才能呈現(xiàn)較好的一致性。

    LED封裝器件或者COB封裝的LED發(fā)光芯片的亮度、波長都有一定的范圍，為了讓LED顯示屏呈現(xiàn)較好的一致性，可以采用逐點校正技術(shù)，實現(xiàn)高品質(zhì)LED顯示屏亮度、色度的一致，提高顯示屏的顯示質(zhì)量。