一種全溫下殘影評價(jià)的測試系統(tǒng)研究

袁燁 李靜 潘立豹 孫勇 王松濱

摘 要：針對殘影測試使用點(diǎn)式亮度計(jì)無法滿足測試要求，面式亮度計(jì)價(jià)格昂貴且高溫測試不易推廣的問題，提出了一種新的殘影測試系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)對同樣的樣品和面亮度計(jì)進(jìn)行對比測試，測試精度較高，測試誤差小，測試結(jié)果一致性較好。該系統(tǒng)主要由電腦、光信號探測器、光電信號處理模塊3部分組成，該系統(tǒng)可以對顯示產(chǎn)品進(jìn)行常溫、高溫的殘影測試，系統(tǒng)性能可靠、操作簡便、測量精度高、價(jià)格便宜，并且解決了目前高溫殘影測試無法定量的問題，適用于特殊環(huán)境下的殘影測試評價(jià)。

關(guān)鍵詞：殘影；亮度計(jì)；對比率；高溫

中圖分類號：O436 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：In view of the problem that the use point luminometer can not meet the test requirements， the surface luminance meter is expensive and the high temperature test is not easy to be popularized， a new residual shadow testing system is put forward. Through the system， the same sample and surface luminance meter are compared and tested， the test accuracy is high， the test error is small， and the test result is one. The sex is good. The system consists of three parts： the computer， the light signal detector and the photoelectric signal processing module. The system can test the display products at normal temperature and high temperature. The system has reliable performance， easy operation， high measurement precision and cheap price， and it can solve the problem that the present high temperature shadow test can not be quantified. The evaluation of residual shadow test in special environment.

Keywords：Residual image； luminance meter； contrast ratio； high temperature

0 引言

薄膜場效應(yīng)晶體管型液晶顯示屏（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD），因其可以高速、高亮、高對比度顯示屏幕信息，被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、桌面顯示器、液晶電視、移動(dòng)顯示終端等領(lǐng)域。而隨著人們對顯示質(zhì)量的要求不斷提高，液晶面板存在的顯示問題——?dú)堄?，是業(yè)界持續(xù)改善的一項(xiàng)重要不良。當(dāng)液晶顯示器長時(shí)間停留于某一畫面再切換到另一畫面時(shí)，原有畫面形成影像殘留，稱為“殘影”。

引起殘影的現(xiàn)象有很多，當(dāng)液晶組分或取向膜穩(wěn)定性較差時(shí)，由于離子吸附構(gòu)成內(nèi)建電場容易形成殘影，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號產(chǎn)生非對稱直流成分或一定程度的TFT漏電流時(shí)，也會(huì)形成殘影。現(xiàn)有主流殘影的發(fā)生機(jī)理中，主要包括兩個(gè)因素，一個(gè)是液晶面板中包括的離子型不純物，第二是形成偏置電壓，二者缺一不可。

殘影現(xiàn)象很難消除，因此針對殘影進(jìn)行測試評價(jià)是業(yè)內(nèi)須解決的問題，VESA305—2標(biāo)準(zhǔn)針對殘影測試提出了方法，但對測試儀器的選擇沒有規(guī)定。該方法要求在1min之內(nèi)數(shù)據(jù)采集完畢，由于黑場亮度比較低，在實(shí)際的測試過程中，使用輻射式亮度計(jì)測試時(shí)間非常長，可以達(dá)到2min測試一個(gè)點(diǎn)，無法滿足測試要求，另外，有些產(chǎn)品的殘影在不同位置，無法及時(shí)進(jìn)行測試。使用面亮度計(jì)可以針對整個(gè)面進(jìn)行同時(shí)測試，但面亮度計(jì)價(jià)格昂貴，且不能進(jìn)行高溫下測試，鑒于這種情況，提出了一種新的殘影測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)最多可以同時(shí)對16個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試。

1 殘影評價(jià)試驗(yàn)

1.1 殘影評價(jià)

按照VESA305—2標(biāo)準(zhǔn)，測試點(diǎn)位置和殘影評價(jià)圖像分別如圖1和圖2所示。殘影評價(jià)公式見（1），其中公式（1）代表黑場殘影殘留。

RB=max[（LB0（KB1+KB2），KB0（LB1+LB2）]/min[（LB0（KB1+KB2），KB0（LB1+LB2）] ……（1）

式中：

RB——黑場殘影的對比度，無量綱。

LB0——黑場P0點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

LB1——黑場P1點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

LB2——黑場P2點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

KB0——顯示棋盤格圖像1h后黑場P0點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

KB1——顯示棋盤格圖像1h后黑場P1點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

KB2——顯示棋盤格圖像1h后黑場P2點(diǎn)的亮度，單位為cd/m2。

該方法要求在1min之內(nèi)數(shù)據(jù)采集完畢，由于黑場亮度比較低，在實(shí)際的測試過程中，使用輻射式亮度計(jì)測試時(shí)間非常長，可以達(dá)到2min測試一個(gè)點(diǎn)，無法滿足測試要求，另外，有些產(chǎn)品的殘影在不同位置，無法及時(shí)進(jìn)行測試；使用面亮度計(jì)可以針對整個(gè)面進(jìn)行同時(shí)測試，但面亮度計(jì)價(jià)格昂貴，且不能進(jìn)行高溫下測試。

1.2 殘影評價(jià)測試系統(tǒng)

如圖3、圖4所示，包括電腦、光信號探測器、光電信號處理模塊。電腦用于顯示測試產(chǎn)品的亮度和色坐標(biāo)，光信號探測器用于獲取待測產(chǎn)品的輻射強(qiáng)度，光電信號處理模塊用于將光信號探測器探測的光信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成亮度和色坐標(biāo)。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 樣品實(shí)驗(yàn)

此次試驗(yàn)選取了兩種不同尺寸、不同原理的液晶顯示器，分別記為樣品A和樣品B，其中樣品A整個(gè)產(chǎn)品上都存在殘影，樣品選取了3個(gè)；樣品B殘影主要在產(chǎn)品的中心位置，樣品選擇了5個(gè)。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件及過程

殘影測試使用面亮度計(jì)，設(shè)備示意圖如圖5所示，試驗(yàn)時(shí)，常溫條件下先使用面亮度對殘影進(jìn)行測試，然后再使用殘影測試系統(tǒng)對樣品進(jìn)行殘影測試。高溫條件下，使用面亮度計(jì)對殘影進(jìn)行測試時(shí)，將試驗(yàn)箱門打開（試驗(yàn)箱的玻璃由于反射、折射的原因，直接隔著玻璃測試，會(huì)導(dǎo)致很大的誤差）進(jìn)行測試，這種方法對試驗(yàn)箱傷害較大，不建議使用；殘影測試系統(tǒng)的光信號探測器（溫度可以從-50℃～70℃）直接放入試驗(yàn)箱中，光電信號處理模塊和電腦放在試驗(yàn)箱外，高溫試驗(yàn)溫度是65℃。

針對樣品A，取樣方法如圖6所示（3個(gè)點(diǎn)作為1個(gè)區(qū)域），如圖7所示，取4個(gè)區(qū)域（分別標(biāo)識1、2、3、4）進(jìn)行測試，樣品B，取中間的區(qū)域，如圖6所示，針對每個(gè)測試區(qū)域按照公式（1）進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算殘影。

3 結(jié)果與分析

對于樣品A，樣品編號分別是101～103，常溫和高溫下分別用面亮度計(jì)和殘影測試系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表1-表6。通過表1～表6可以得知，針對樣品A，無論是常溫還是高溫，使用面亮度計(jì)測試的殘影對比率和使用殘影測試系統(tǒng)測試的殘影對比率數(shù)據(jù)基本上一致。對于樣品B，樣品編號分別是201～205，常溫和高溫下分別用面亮度計(jì)和殘影測試系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)見表7～表8。

通過表7～表8可以得知，針對樣品B，無論是常溫還是高溫，使用面亮度計(jì)測試的殘影對比率和使用殘影測試系統(tǒng)測試的殘影對比率數(shù)據(jù)基本上一致。

結(jié)論

針對殘影測試使用點(diǎn)式亮度計(jì)無法滿足測試要求，面式亮度計(jì)價(jià)格昂貴且高溫測試不易推廣的問題，提出了一種新的殘影測試系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)對同樣的樣品和面亮度計(jì)進(jìn)行對比測試，測試精度較高，測試誤差小，測試結(jié)果一致性較好。同時(shí)該系統(tǒng)可以對顯示產(chǎn)品進(jìn)行常溫、高溫的殘影測試，系統(tǒng)性能可靠、操作簡便、測量精度高、價(jià)格便宜，并且解決了目前高溫殘影測試無法定量的問題，適用于特殊環(huán)境下的殘影測試評價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1]金偉其，胡威捷.輻射度、光度與色度及其測量[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.