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LED显示屏测试方法

 

LED显示屏测试方法

 

前言

9985月,LED显示屏专委会在北京召开成立大会之际,大家提出有必要把LED显示屏的主要光电性能检测方法标准化。

会后,专委会根据大家提议,委托南京洛普股份负责起草?

LED显示屏检测方法?

,并先后组织了昆明、海口、南京三次会议认真讨论,广泛征求各方面意见、修改补充,于20009月在厦门第二次全体成员大会上,把?

方法?

印发给全体会员单位开始试行,以促进行业标准开展。

在试行过程中成立的技术组,接受当时北京奥申委等单位的委托,先后对北京首体、工体、奥体中心和黄山体育馆等多块全彩屏,参照?

方法?

进行了检测。

4月,在杭州召开检测技术研讨会,讨论了?

方法?

试行情况;并由西安青松、北京蓝通等单位对?

方法?

的实施作了重点发言。

当9月,在北京国际大屏幕显示设备展上,技术组对参展的多块显示屏进行了现场实测,并用中国计量院标定过的检测仪器对各种仪器做了比对。

以后又在北京两次开会对?

方法?

进行了讨论修改;于20**底上报信息产业部。

原方案于今5、6月召开全体成员大会时,宣贯?

方法?

,但由于尚未批印,加之“非典〞肆疟取消了大会,而许多会员单位又迫切希望尽快见到?

方法?

,为满足广阔会员单位的要求,先将?

方法?

讨论修改稿在该刊上刊登以供大家参考。

范围

   本标准对LED显示屏的机械、光学、电学等主要技术性能进行了分级,并严格规定了测试方法。

本标准适用于各类LED显示屏〔以下简称显示屏〕。

2标准性引用文件

   以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

但凡注日期的引用文件,其随后所有修改单〔不包括勘误的内容〕或修订均不适用于本标准。

然而,鼓励根据本局部达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新本。

但凡不注日期的引用文件,其最新适用于本局部。

   GB4208993 电工电子产品外壳防护标准

   SJ/T4XXXXLED显示屏通用标准

3分级

   接检测结果,将指标分为三个等级。

   A级:

显示屏应到达的根本指标。

   B级:

指标高于A级。

   C级:

指标高于A级和B级。

4测试环境和测试仪表

4.测试环境

   除特殊规定外,测试环境如下:

   环境温度:

5℃~35℃

   相对湿度:

40%~80%;

   大气压力:

86kpa~06kpa;

   电源电压:

220V±0%、50Hz±lHz。

4.2测试仪表及软件

   彩色电视信号发生器S/N大于52dB;

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±℃;

光强仪:

精度大于±0%;

照度计:

精度大于±0%;

示波器:

00MHz;

钢尺:

长度大于m;

塞规:

精度大于/00mm

亮度鉴别测试软件;

灰度测试软件;

帧频测试软件。

5测试方法

5.电性能

5..l换帧频率

a定义

画面信息更新的频率FHO

b〕要求

c测量

启动帧频测试软件,并在显示屏上开四个区域:

A、A2、A3和A4。

第一帧画面在区域A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圆形,那么换帧频率FH就等于计算机帧频FF,即FH=Fr;

在显示屏上显示该测试软件,假设显示屏只在区域A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=Fr/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/4;

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;

根据表的规定,将该指标归入相应级别。

5..2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

   c〕测量

   显示屏亮度置最高级,灰度级置为变换的级,双墓色显示屏为组合色,全色屏为白色;

                        SJ/T4XXXX

   用示波器观察任象素一种颜色的LED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=/T;

按表2的规定,归入相应级别。

5..3占空比

   a定义

在最大灰度级和最大亮度级情况下,任意一个象素在一个扫描同期内的导通时间〔To〕与扫描周期Ts〕之比,以ZQ表示。

当ZQ≥l时,定义为静态驱动,当ZQ<l时,定义为动态驱动。

   

b要求

   驱动占空比通常有/32、/l6、/8、/4、/2和等。

c〕测量

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象大数X;

假设显示屏基色数为JC;

驱动占空比ZQ=Q〔X×JC〕。

5..4模组负载变化率

   a〕定义

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

   b〕要求 按表3。

c〕测量

〕测量条件:

环境照度变化率小于±0%。

光探头采集范围不得小于6个相邻象素。

   2〕测量步骤:

在全屏黑情况下,用彩色分析仪测量显示屏的背景亮度BD

以模组的/6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,但模组中只有一个区域全亮,测量该区域的亮度BB;

用下式算出模块亮度的变化率:

BL=〔BBBQ〕/〔BB+BQ2BD〕X00%;

   用上法分别测量计算红、绿、蓝、黄、白的亮度变化率,取其中最大值即为模组的负载变化率;

按表3规定,归入相应级别。

5..5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〔lbit灰度技术〕、4级〔2bit灰度技术〕、8级〔3bit灰度技术〕、6级〔4bit灰度技术〕、32级〔5bit灰度技术〕、64级〔6bit灰度技术〕、28级〔7bit灰度技术〕、256级〔8bit灰度技术〕等级别。

在任何一种级别中,亮度随灰度等级数应呈单调上升。

   c〕测量

   〕测量条件:

   环境照度变化率小于±0%;

   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单调上升;

   实际友度级

   <G≤2 显示屏具有lbit灰度技术;

   2<G≤4  显示屏具有2bit灰度技术;

   4<G≤8  显示屏具有3bit灰度技术;

   8<G≤6 显示屏具有4bit灰度技术;

   6<G≤32 显示屏具有5bit灰度技术;

   32<G≤64 显示屏具有6bit灰度技术;

   64<G≤28显示屏具有7bit灰度技术;

   28<G≤256显示屏具有8bit灰度技术;

   依此类推。

5..6信噪比

   a〕定义

   在播放视频信号的情况下,信号有效值S与噪声有效值N之比〔S/N〕。

   b〕要求 按表4。

c〕测量

用光强仪的光探头罩住某一象素〔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;

用彩色电视信号发生仪〔信噪比大于52dB〕,给控制系统送入白信号〔PAL制〕;调节彩色电视信号发生仪的输出幅度,使象素光强等于IEH,然后在此状态下让显示屏连续工作半小时;

将视频画面冻结,测出画面冻结后该象素的光强IDi,共重复该步骤20次测出ID、ID2…ID20,找出其中三个最大的IDi,求算术平均得到IDmax,再找出其中三个最小的IDi求算术平均得到IDmin;

按下式算出信噪比

   S/N=20lg[2√2IEM/〔IDmaxIDmin〕];

   按表4的规定,归入相应级别。

5..7象素失控率

   a〕定义

   象素失控分为盲点和常亮点两类。

整屏象素失控率Pz等于整屏盲点数与整屏常亮点数之和对整屏象素数之比。

区域象素失控率PQ等于盲点数与区域常亮点数之和对区域象素数之比〔区域指00×00的象素矩阵〕。

   b〕要求 按表5。

   c〕测量

   〕整屏象素失控率PZ的测量:

   整屏显示最高灰度级红色,用目测法数出不亮的象素数PF;

   清屏,用目测法数出红色常亮象素数PL

   用下式算出红色象素失控率

   PTR=〔PF+PL/P;

   式中,P为全屏象素总数〔P假设小于一万,那么按一万计算〕;

   用同样的方法可测算出蓝色象素失控率PTB和绿色的象素失控率PTG;

   取PTR、PTB、PTG中最高值认定为整屏象素失控率PT,并按表5的要求,纳入相应级别。

   2〕区域象素失控率PQ的测量

   用软件做一个00×00象素的可移动红色方块〔最高灰度级〕;

   移动该方块找出红色盲点最稠密的区域AP;

   用目测法数出方块内红色盲点数M;

   清屏,用目测法数出AP内的红色常亮点数N;

   区域红色象素失控率等于M、N之和除以区域象素数〔PAR=〔M+N〕/0000〕

   用同样方法可测出区域绿色象素失控率PAG和区域蓝色象素失控率PAB。

   取PTR、PRB、PTG中的最高值认定为区域象素失控率PQ,并按表5的要求,纳入相应级别。

5.2光学性能

5.2.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

   〕测量条件

   环境照度变化小于±0%

   测量区域不得少于6个相邻象素。

   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度Bmax;

   实际最大亮度:

B=BmaxBD;

   用上述方法在白平衡情况下,分别按需测量红、绿、蓝、黄、白等的最大亮度。

5.2.2视角

   a〕定义

   假定显示屏发光象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,称两条观测线之间的夹角θS〔θS<l80°〕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,称两条观测线之间的夹角θC〔θC<80°〕为显示屏垂直方向的视角。

   b〕视角的测量

   〕测量条件

   环境照度变化小于±0%,且不存在明显的有色光源;

   光探头采集范围不得小于6个相邻象素;

   2〕水平视角测量步骤:

   显示屏全屏显示最高亮度级、最高灰度级的某一基色;

   用彩色分析仪测量方块内法线方向的亮度BF;

以显示屏中心亮块为圆心,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,当亮度值下降到BB=BF/2时量出两条观测线之间的夹角θSX;

按同样方法量出每一种基色的水平视角,取最小值即为该显示屏的水平视角θS。

   3〕垂直视角测量步骤:

   显示屏全屏以最高亮度级和最高灰度级显示某一基色;

   其余步骤和水平视角的测量方法根本相同,只是彩色分析仪的转动方向不同,假设条件许可,也可以采用转动显示屏的方式进行测量;

   按同样方法测量出每一种基色的垂直视角,取最小值即为该显示屏的垂直视角θC。

5.2.3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

   〕测量条件:

   室内显示屏屏面法线方向的照度为00×〔l±0%〕LX;

   室外显示屏屏面法线方向的照度为0000×±0%〕LX

   测量区域不得少于6个相邻象素。

   2测量步骤:

   按照5.2.最大亮度测量方法分别测出Bmax和BD;

   按下式算出比照度C

   C=〔BmaxBD〕/BD;。

5.2.4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 按表6。

   c〕测量

   测量条件:

   环境照度变化小于0LX;

   不允许周围存在有色光源;

   光探头采集范围不得少于6个相邻象素。

   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△λD;

   按表6的规定,归入相应级别。

5.2.5 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CIE93色度图中的X、Y坐标。

   b〕要求 按表7。

   根据国际照明委员会〔CIE〕93色度图的规定,以色温6500K9500K为中心给出白场色坐标范围。

   c〕测量

   〕测量条件:

   环境照度变化小于±0%,且不存在明显的有色光源;

   光探头采集范围不得小于6个相邻象素。

   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。

5.2.6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 按表8。

c〕测量

〕测量条件:

   室内屏环境照度为00LX±0%;

   室外屏环境照度为0000LX±l0%;

   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,其中每一条坚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;

   观察者站在显示屏正前面,离显示屏宽度5至8倍远的地方;

   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的条纹数T,那么此时亮度鉴别等级T=T;

   假设显示屏一帧不够同时显示24条坚条纹,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=T+〔T2〕;

   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的条纹数T3。

那么此时亮度鉴别等级BJ=T+〔T2l〕+〔T3〕。

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。

5.2.7均匀性

5.2.7.象素光强均匀性

   a〕定义

   显示屏中特别亮〔或特别暗〕的象素光强与该象素相关联区域内象素光强的一致性BPJ。

关联区域划定如下:

   ☆☆☆

   ☆★☆     ★中心象素

   ☆☆☆     ☆相关联象素

   b〕要求 按表9。

   c〕测量

   所有测量均指象素法线光强的测量;

   在全屏中随机抽取20个象素;

   用光强仪分别测量出这20个象素的光强值,并选出其中3个最亮象素和3个最暗象素,编号分别为P、P2、P3、P4、P5和P6。

他们的光强值分别为I0〔P〕、I0〔P2〕、I0〔P3〕、I0〔P4〕、I0〔P5〕、和I0〔P6〕;

   根据定义,用光强仪分别测出P象素周围关联区域的象素光强I〔P〕、I2〔P〕、…I8〔P〕并用下式计算出P关联区域的象素光强均匀性E[P];

   从8个关联值中取最大的一个作为P的象素光强均匀值EPmax

EPi=×00%  i=~8

   用同样方法分别测出P2、P3、P4、P5和P6的光强均匀性,取三个最大值进行算术平均;算出象素光强均匀性BPJ;

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

5.2.7.2 显示模块亮度均匀性

   a〕定义

   假设干个显示象素构成一个结构上独立的最小单元,称为模块。

相关联区域的最小单元之间的亮度一致性,称为模块亮度均匀性BMJ。

关联区域的划定与象素关联区域的划定相同。

   b〕要求  按表0。

c〕测量

〕测量条件

   环境照度的变化小于±0%

   光探头采集范围不得少于6个相邻象素。

   2〕测量步骤:

   在测量过程中,观测线与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;

   在全屏范围内,用目测法找出3组关联区域亮度差最大的显示模块,编号分别J、J2和J3

   用彩色分析仪测量出显示模块J的亮度值B0〔J〕;

   根据第5.2.7.条关联区域的定义,用彩色分析仪分别测出J显示模块关联区域显示模块的亮度值B〔J〕、B2〔J2〕、……B8〔J8〕。

并用公式〔3〕计算出J关联区域的显示模块亮度均匀性E[J]max;

   用同样方法分别测出J2和J3的显示矩阵块亮度均匀性EJ2max、EJ3max

   将EJmax、EJ2max、EJ3max进行算术平均,即得到该基色的全屏显示模块亮度均匀性;

   用同样方法,对每一种基色分别测量计算;

   取最大值即为该屏显示模块亮度均匀性BMJ,并按表0的规定,纳入相应级别。

5.2.7.3模组亮度均匀性

   a〕定义

   由假设干显示模块,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,称为模组。

相关联区域的模组之间的亮度一致性,称为模组亮度均匀性BGJ。

关联区域的划定与象素关联区域的划定相同。

   b〕要求按表。

   c〕测量

   测量条件、测量方法、计算方法等均与显示模块亮度均匀性的测量相同。

   按表的规定,纳入相应级别。

5.3机械性能

5.3.外壳防护等级

   a要求 按表2。

   b〕外壳防护等级试验

   按GB420893的规定方法进行。

并按表2的规定,纳入不同的级别。

5.3.2模块拼装精度

5.3.2.平整度

   a定义

   显示屏任意范围内象素间的凸凹偏差,用符号P来表示。

   b〕要求 按表3。

c〕测量

   将米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3的规定,纳入相应的级别。

5.3.2.2象素中心距相对偏差

   a〕定义

   任意相邻象素之间实测中心距与标称中心距的相对误差JX。

   b〕要求 按表4。

   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4的规定,纳入不同的级别。

   JX≥/30lgZB/2

   式中:

Jx为象素中心距相对偏差ZC为实测象素中心距ZB为标称象素中心距。

5.3.2.3水平相对错位

   a〕定义

   在显示屏水平方向上,相邻模块的象素上下错位,称为水平相对错位GS。

   b〕要求 按表5。

   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5规定,纳入不同级别。

   DSC≤30×CS×/lg〔ZB/2

   式中CS为水平相对错位DSC为实测水平错位值ZB为标称象素中心距。

5.3.2.4垂直相对错位

   a定义

〔下转75页〕

〔上接7页〕

   显示屏在垂直方向上,相邻模块的象素左右错位,称为垂直相对错位GC。

   b〕要求 按表6。

   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6的规定,纳入不同级别。

   DCC≤30×CClg〔ZB/2〕

   式中Cc为垂直相对错位;DCC为实测垂直错位值ZB为标称象素中心距。

 

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