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LED显示屏测试方法

1范围

本标准适用于各类LED显示屏〔以下简称显示屏〕的测试。

GB/T4208—1993电工电子产品外壳防护标准

SJ/T11141—2003LED显示屏通用标准

3分级

按检测结果,指标分为三个等级。

3.1A级

显示屏应到达的根本指标。

3.2B级

指标高于A级。

3.3C级

指标高于A级和B级。

4一般要求

4.1测试条件

除特殊规定外,检测环境如下:

环境温度:

15℃~35℃

相对湿度:

40%~80%

大气压力:

86kpa~106kpa

电源电压:

220V(1±10%)、50Hz±1HZ

4.2测试仪表及软件

彩色分析仪:

精度大于±5%〔用于测量亮度、色度等光学性能的同类仪器也可〕

游标卡尺:

分辨度0.02mm

量角器:

精度2°;

温度计:

精度±1℃;

光强仪:

精度大于±10%

照度计:

精度大于±10%

示波器:

100MHz

钢尺:

长度大于1m

塞规:

精度大于1/100mm

亮度鉴别测试软件:

共有24级等灰度差竖条纹,其中每一条竖条纹的宽度为24列,条纹颜色为白色。

每按动一下“←〞键,测试条纹左移24列;每按动一下“→〞键,测试条纹右移24列。

灰度测试软件:

红色、绿色、蓝色各256个等级,级差均等;“R〞键、“G〞键、“B〞键控制颜色的选择,每按动一下“↑〞键,被选基色的亮度增加一个等级;每按动一下“↓〞键,被选基色的亮度降低一个等级。

帧频测试软件:

在显示窗口内开四个区域A1、A2、A3和A4。

第一帧画面在区域A1内显示一个“●〞;第二帧画面在区域A2内显示一个“■〞;第三帧画面在区域A3内显示一个“▲〞;第四帧画面在区域A4内显示一个“★〞。

以上四画面为一组,并从第五帧开始按此规律循环显示。

5.1机械性能

外壳防护等级

a)要求

表1:

外壳防护等级

A级B级C级

室内IP30>F≥IP20IP31>F≥IP30F≥IP31

室外IP54>F≥IP33IP66>F≥IP54F≥IP66

b)外壳防护等级试验

模块拼装精度

.1平整度

a)定义

显示屏任意范围内像素间的凸凹偏差P。

b)要求

表2:

平整度单位为毫米

ABC

1.5

c)测量

将1m长钢尺的侧面放置在显示屏屏面任意位置,用塞规测量钢尺侧面与显示屏屏面之间的最大空隙p,并按表2的规定,纳入相应的级别。

.2像素中心距相对偏差

a)定义

任意相邻像素之间实测中心距与标称中心距的相对误差JX。

b)要求

表3:

像素中心距相对偏差

A级B级C级

10%

c)测量

用精度为0.02mm的通用量具测量,再按下式进行计算,并按表3的规定,纳入不同的级别。

JX=│ZC--ZB│/30lg(ZB/2)………………………………………

(1)

式中:

JX为像素中心距相对偏差(JX≤15%);

ZC为实测像素中心距

ZB为标称像素中心

.3水平相对错位

a)定义

显示屏在水平方向相邻模块形成的像素上下错位,称为水平相对错位CS。

b)要求

表4:

水平相对错位

A级B级C级

10%

c)测量

用分辨度为0.02mm的通用量具测量,再按下式进行计算,并按表4规定,纳入不同级别。

CS=DSC/30lg(ZB/2)……………………………………………

(2)

式中:

CS为水平相对错位(CS≤15%);

DSC为实测水平错位值

ZB为标称像素中心距

.4垂直相对错位

a)定义

显示屏在垂直方向相邻模块形成的像素左右错位,称为垂直相对错位CC。

b)要求

表5:

垂直错位精度

A级B级C级

10%

c)垂直错位精度CC的测量

用分辨度为0.02mm的通用量具测量,再按下式进行计算,并按表5的规定,纳入不同的级别。

CC=DCC/30lg(ZB/2)………………………………………………(3)

式中:

CC为垂直相对错位(CC≤15%);

DCC为实测垂直错位值

ZB为标称像素中心距

5.2光学性能

最大亮度

a)定义

显示屏在一定环境照度下,在最高灰度级和最高亮度级下测量的亮度B。

b)测量

1)测量条件:

━━环境照度变化小于±10%。

━━测量区域不得少于16个相邻像素。

2)测量步骤:

━━显示屏全黑情况下,用彩色分析仪测量显示屏的背景亮度BD。

━━显示屏在最高亮度级、最高灰度级情况下,用彩色分析仪测量显示屏的最大亮度BMAX。

━━实际最大亮度:

B=BMAX-BD。

━━

视角

a〕定义

假定显示屏发光像素法线方向的亮度为BF,从显示屏左右两侧检测显示屏的亮度,当左右两侧亮度值下降到BF/2时,两条观测线之间构成的夹角θS〔θS<180°〕我们称为显示屏水平方向的视角。

从显示屏上下两侧检测显示屏的亮度,当上下两侧的亮度值下降到BF/2时,两条观测线之间构成的夹角θC〔θC<180°〕我们称为显示屏垂直方向的视角。

b)视角的测量

1〕测量条件:

━━环境照度变化小于±10%,且不存在明显的有色光源。

━━光探头采集范围不得小于16个相邻像素。

2)水平视角测量步骤:

━━显示屏全屏显示某一基色方块(最高亮度级,最高灰度级)。

━━用彩色分析仪测量出方块内法线方向的亮度LF。

━━以显示屏中心亮块为圆点,在转动半径不变的情况下,沿着水平方向向左右两侧分别转

动彩色分析仪〔探头对准中心亮块〕,当亮度值下降到LB=LF/2时量出两条观测线之间

的夹角θSX。

━━θS。

3〕垂直视角测量步骤:

━━×16列的单基色方块(最高亮度级,最高灰度级)。

━━

━━θC。

最高比照度

a)定义

显示屏在一定的环境照度下,其最大亮度与背景亮度之比C。

b)测量

1)测量条件:

━━室内显示屏屏面法线方向的照度为100×(1±10%)lx。

━━室外显示屏屏面法线方向的照度为10,000×(1±10%)lx。

━━测量区域不得少于16个相邻像素。

2)测量步骤:

━━按照

━━按下式算出比照度C。

C=(BMAX–BD)/BD……………………………………………〔4〕

基色主波长误差

a)定义

显示屏各基色主波长的实际值与标称值的误差△λD。

b)要求

表6:

基色主波长误差单位为纳米

A级B级C级

10<△λD≤155<△λD≤10△λD≤5

c)测量

1〕测量条件:

━━环境照度变化小于10lx。

━━不允许周围存在有色光源。

━━光探头采集范围不得少于16个相邻像素。

2〕测量步骤:

━━用彩色分析仪,分别测量红、绿、蓝等各基色的色品坐标。

━━根据其色品坐标,在色度图上查找出各基色的主波长。

━━算出实测主波长与标称主波长的差值,取最大值即为基色波长误差ΔλD。

━━按表6的规定,归入相应级别。

白场色坐标

a)定义

由三基色组成的全色显示屏在显示白场时,对应于CIE1931色度图中的X、Y坐标。

b)要求

根据国际照明委员会(CIE)1931色度图的规定,以色温6500K—9500K为中心给出白场色坐标

范围。

表7:

白场色坐标范围

X坐标0.280.470.370.33

Y坐标0.250.300.330.37

c)测量

1〕测量条件:

━━环境照度变化小于±10%,且不存在明显的有色光源。

━━光探头采集范围不得小于16个相邻像素。

2〕测量步骤:

━━在最高灰度级和最高亮度级下,显示屏显示全白色图像。

━━用彩色分析仪进行白场色坐标的测量。

━━应能纳入表7的规定。

亮度鉴别等级

a)定义

人眼能够分辩的图像从最黑到最白之间的亮度等级BJ。

b)要求

表8:

亮度鉴别等级

A级B级C级

8≤BJ<1212≤BJ<20BJ≥20

c)测量

1)测量条件:

━━室内屏环境照度为〔100±10%〕lx。

━━室外屏环境照度为〔10000±10%〕lx。

━━观察表决者为5人。

2)测量步骤:

━━启动亮度鉴别测试软件。

〔共有24级等灰度差竖条纹,其中每一条竖条纹的宽度不得少

于24列,条纹颜色为白色。

每按动一下“←〞键,测试条纹左移24列;每按动一下“→键,测试条纹右移24列。

〕。

━━观察者站在离显示屏宽度5至8倍远的地方〔显示屏正前面〕。

━━按动“←〞键或“→〞键,使得测试卡的最暗一级竖条纹与显示屏左边对齐。

然后,用

目测法数出人眼能够分辨条纹数T1。

那么此时亮度鉴别等级T=T1。

━━假设显示屏一帧不够同时显示24条竖条纹,那么按动“←〞键,左移竖直条纹测试卡,使第一帧条纹测试软件最右边的条纹左移至显示屏的左边。

然后,用目测法数出人眼能够分辨

条纹数T2。

那么此时亮度鉴别等级BJ=T1+〔T2-1〕。

━━假设显示屏两帧不够同时显示24条竖条纹,那么继续按动“←〞键,左移竖直条纹测试软件,使第二帧条纹测试软件最右边的条纹左移至显示屏的左边。

然后,用目测法数出人眼能够分辨条纹数T3。

那么此时亮度鉴别等级BJ =T1+〔T2-1〕+〔T3-1〕。

依次类推,直到24条竖条纹全部出现为止。

━━将5位观察表决者的结果,去掉一个最高分和一个最低分,将中间三位的结果相加并除3,就是最终的亮度鉴别等级。

━━按表8的规定,归入相应级别。

均匀性

.1像素光强均匀性

a〕定义

显示屏中某些特别亮的像素〔或特别暗的像素〕光强与该像素相关联区域内像素光强的一致性BPJ。

关联区域划定如下:

☆☆☆

☆★☆★中心像素

☆☆☆☆相关联像素

b)要求

表9:

像素光强均匀性

A级B级C级

25%< BPJ ≤50%5%< BPJ ≤25%BPJ≤5%

d)测量

━━所有测量均指像素法线光强。

━━在全屏中随机抽取20个像素。

━━

━━根据定义,用光强仪分别测出P1像素周围关联区域的像素光强I1(P1)、I2(P1)、┉I8(P1)并用下式计算出P1关联区域的像素光强均匀性B[P1]。

|I0(P1)-Ii(P1)|

B[P1(i)]=

I0(P1)+Ii(P1)

×100%……………………………………〔5〕

式中:

i=1~8

━━从8个关联值中取最大的一个作为P1的像素光强均匀值B[P1]max。

━━

像素光强均匀性BPJ 。

━━每一种基色分别测量计算,并取最大值即为该屏像素光强均匀性,并按表9的规定,归入相应级别。

.2显示模块亮度均匀性

a)定义

假设干个显示像素构成一个结构上独立的最小单元,称之模块。

相关联区域的最小单元相互之间的亮度一致性,称之模块亮度均匀性BMJ。

关联区域的划定与像素关联区域的划定相同。

b)要求

表10:

显示模块亮度均匀性

A级B级C级

25%

c)测量

1)测量条件:

━━环境照度的变化小于±10%。

━━光探头采集范围不得少于16个相邻像素。

2)测量步骤:

━━在测量过程中,观测线于显示屏之间的角度均不变。

━━在最高灰度、最高亮度下,全屏显示某一基色图形。

━━

和J3。

━━用彩色分析仪测量出显示模块J1的亮度值B0〔J1〕。

━━根据第.1条关联区域的定义,用彩色分析仪分别测出J1显示模块关联区域显示

模块的亮度值B1〔J1〕、B2〔J1〕、……B8〔J1〕。

并用公式〔5〕计算出 J1 关联区域的显示

模块亮度均匀性B[J1]max。

━━

━━将B[J1]max、B[J2]max、B[J3]max进行算术平均,即得到全屏该基色的显示模块亮度均匀性。

━━

━━取最大值即为该屏显示模块亮度均匀性BMJ,并按表10的规定,纳入相应级别。

.3模组亮度均匀性

a)定义

由假设干个显示模块,驱动电路、控制电路以及相应的结构件构成一个独立的显示单元,称之模组。

相关联区域的模组之间的亮度一致性,称之模组亮度均匀性BGJ。

关联区域的划定与像素关联区域的划定相同。

b)要求

表11:

模组亮度均匀性

A级B级C级

10%

c)测量

━━

━━按表11的规定,纳入相应级别。

5.3电性能

换帧频率

a)定义

画面信息更新的频率FH。

b)要求

表12:

换帧频率单位为赫兹

A级B级C级

FH<2525

c〕测量

━━启动帧频测试软件,并在显示屏上开四个区域A1、A2、A3和A4。

第一帧画面在区域A1内显示

一个“●〞;第二帧画面在区域A2内显示一个“■〞;第三帧画面在区域A3内显示一个“▲〞

第四帧画面在区域A4内显示一个“★〞。

以上四画面为一组,并从第五帧开始按此规律循环显示。

━━在显示屏上显示该测试软件,假设显示屏在四个区域中都有完整的图形,那么换帧频率FH就等于计算机帧频FF,即FH=FF。

━━在显示屏上显示该测试软件,假设显示屏只在区域A1和区域A3中有完整的图形,或只在区域

A2和区域A4中有完整图形,那么换帧频率FH就等于计算机帧频的一半,即FH=FF/2。

━━在显示屏上显示该测试软件,假设显示屏只在任意一个区域中有完整图形,那么换帧频率FH就等于计算机帧频的四分之一,即FH=FF/4。

━━在显示屏上显示该测试软件,假设显示屏在四个区域中都有图形,但图形不完整被抽行或抽列,那么换帧频率FH就等于计算机帧频的一半,即FH=FF/2。

━━用示波器测出计算机帧频FF,并根据上面测试结果算出换帧频率FH。

━━根据表12的规定,将该指标归入相应级别。

刷新频率

a)定义

显示屏每秒种显示数据被重复的次数FC。

b)要求

表13:

刷新频率单位为赫兹

A级B级C级

150>FC≥100200>FC≥150FC≥200

c)测量

━━显示屏亮度置最高级,灰度级置为变换的1级,双基色显示屏为组合色,全色屏为白色。

━━用示波器观察任一像素任一种颜色的LED的驱动电流波形,并测出一组驱动电流波形的周期T,那么刷新频率FC=1/T。

SJ/T112812003

━━按表13的规定,归入相应级别。

占空比

a)定义

在最大灰度级和最大亮度级的情况下,任意一个像素在一个扫描周期内的导通时间〔TO〕与扫描周期〔TS〕之比ZQ。

当ZQ≥1时,定义为静态驱动。

当ZQ<1时,定义为动态驱动。

b)要求

驱动占空比通常有1/32、1/16、1/8、1/4、1/2和1等。

c)占空比的测试

━━统计出显示屏一个模块的驱动电路路数Q。

━━数出显示屏一个模块的像素数X。

━━假设显示屏基色数为JC。

━━驱动占空比ZQ=Q/〔X×JC〕。

模组负载变化率

a)定义

在最高灰度和最大亮度级的情况下,显示模组全亮和局部亮两种状况的亮度变化率BL。

b)要求

表14:

模组负载变化率

A级B级C级

静态驱动9%

动态驱动20%

c)测量

1)测量条件:

━━环境照度变化率小于±10%。

━━光探头采集范围不得小于16个相邻像素。

2)测量步骤:

━━在全屏黑的情况下,用彩色分析仪测量显示屏的背景亮度BD。

━━以模组的1/16方块为单位,将模组划分为假设干个区域,任选一个区域作为测试区域。

━━模组置于最高亮度级、最高灰度级并且整个模组全亮的状况下,测量该模组的亮度BQ。

━━将被测模组置于最高亮度级、最高灰度级,但模组只有其中一个区域全亮,测量该区域的亮度BB。

━━用下式算出模块亮度的变化率:

BL=〔BB-BQ〕/〔BB+BQ-2BD〕×100%

━━

━━按表14规定,归入相应级别。

灰度等级

a)定义

显示屏在同一级亮度中从零灰度到最高灰度之间的等级G。

b)要求

标定灰度等级G一般分为无灰度(1-bit灰度技术)、4级(2-bit灰度技术)、8级(3-bit灰度技术)、

SJ/T112812003

16级〔4-bit灰度技术〕、32级〔5-bit灰度技术〕、64级〔6-bit灰度技术〕、128级〔7-bit灰度技术〕、256级〔8-bit灰度技术〕等级别。

在任何一种级别中,亮度随灰度等级数上升,应呈单调上升。

c)测量

1)测量条件:

━━环境照度变化率小于±10%。

━━在整个测试过程中彩色分析仪的采集范围不变。

2)测试步骤:

━━启动灰度测试软件,逐级增加灰度级,显示屏的亮度应随着灰度级的上升,呈现单调上

升。

━━实际灰度级按以下规定:

假设:

1

假设:

2

假设:

4

假设:

8

假设:

16

假设:

32

假设:

64

假设:

128

依此类推

信噪比

a)定义

b)要求

表15:

信噪比

A级B级C级

43dB>S/N≥35dB47dB>S/N≥43dBS/N≥47dB

c)信噪比的测量

━━用光强仪的光探头罩住某一像素〔防止外界光的干扰〕,并在其后测试过程中光强仪采光探

头的状况保持不变。

━━将显示屏置于最高亮度、最大灰度,测出此状况下光强IEM。

━━将显示屏置于最高亮度级、50%灰度,测出此灰度级的光强IEH。

━━

━━将视频画面进行冻结,此时再测出画面冻结后该像素的光强IDi,共重复该步骤20次测出ID1、

ID2……ID20。

━━找出其中三个最大的IDi进行算术平均得到IDmax,再找出其中三个最小的IDi进行算术平均得

到IDmin。

━━按下式算出信噪比。

S/N=20lg[2√2IEM/〔IDmax-IDmin〕]………………………………〔6〕

━━按表15的规定,归入相应级别。

像素失控率

a)定义

像素失控率主要指整屏像素失控率和区域像素失控率。

像素失控点分为盲点和常亮点两类。

整屏像素失控率PZ等于整屏盲点数与整屏常亮点数之和与整屏像素数之比。

区域像素失控率PQ等于盲点数与区域常亮点数之和与区域像素数之比〔区域指100X100的像素矩阵〕。

b)要求

表16:

像素失控率

ABC

室内整屏像素失控率3/104≥PZ>2/1042/104≥PZ>1/104PZ≤1/104

区域像素失控率9/104≥PQ>6/1046/104≥PQ>3/104PQ≤3/104

室外整屏像素失控率2/103≥PZ>4/1044/104≥PZ>1/104PZ≤1/104

区域像素失控率6/103≥PQ>12/10412/104≥PQ>3/104PQ≤3/104

c〕测量

1)整屏像素失控率的测量:

━━整屏显示最高灰度级红色,用目测法数出不亮的像素数PF。

━━清屏,用目测法数出红色常亮像素数PL。

━━用下式算出红色像素失控率。

PZR=(PF+PL)/P

P为全屏像素总数〔P假设小于一万,那么按一万计算〕

━━

━━取PZR、PZB、PZG中最高值认定为整屏像素失控率PZ,并按表16的要求,纳入相应级别。

2〕区域像素失控率的测量

━━用软件做一个100*100像素的可移动的红色方块〔最高灰度级〕。

━━

━━用目测法数出方块内红色盲点数M。

━━清屏,用目测法数出区域AP内红色常亮点数N。

━━区域红色像素失控率等于M、N之和除以区域像素数〔PQR=M+N/10000〕。

━━

━━取PQR、PQB、PQG中最高值认定为区域像素失控率PQ,并表16的要求,纳入相应级别

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