劉發(fā)達

摘 要 液晶顯示設(shè)備通常采用CIE xyY顏色空間中（x、y）參數(shù)進行色彩參數(shù)量化。參數(shù)變化值Δx/Δy超過0.005主觀上可以明顯感知，故需要顯示設(shè)備中的關(guān)鍵器件進行管控。常規(guī)單獨管控燈珠色坐標的方式存在一定缺陷。本文通過分析燈珠頻譜和色坐標對液晶顯示設(shè)備色彩的影響，進而提出同步管控燈珠色坐標和峰值波長的方案，實現(xiàn)顯示設(shè)備的一致性。

關(guān)鍵詞 色彩量化；LED燈珠頻譜；峰值波長；一致性

中圖分類號 TN94 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）199-0067-02

1 液晶顯示設(shè)備色彩量化

液晶顯示設(shè)備的顯示單元通常稱為液晶模組。液晶模組含四大部分：液晶顯示面板、光學膜板材、LED發(fā)光陣列、結(jié)構(gòu)件。其中液晶顯示面板和光學膜板材為被動發(fā)光元件，結(jié)構(gòu)件起固定支撐光學元器件作用。通過控制LED發(fā)光陣列光能量的有效透過率、偏振方向和折射反射等實現(xiàn)亮度和色彩的良好顯示。以上，LED發(fā)光陣列為唯一實現(xiàn)電能、光能轉(zhuǎn)換的器件，LED發(fā)光光波成分對顯示色彩具有決定性的影響。

眾所周知，人眼通過視桿系統(tǒng)和視錐感知波長為380nm～780nm范圍內(nèi)的電磁波，形成主觀色彩感受。由于相關(guān)波段范圍內(nèi)的電磁波數(shù)據(jù)量大，不便于簡單量化描述色彩。通常采用國際照明委員會（CIE）定義的CIE xyY顏色空間中的（x、y）參數(shù)進行量化衡量。其中x、y參數(shù)為通過對380nm～780nm可見光譜視覺函數(shù)（圖1）加權(quán)后積分（圖2），然后歸一化（x=X/（X+Y+Z），y=Y/（X+Y+Z））所得。x參數(shù)表征色彩中紅色的占比程度，y參數(shù)表征色彩中綠色成分的占比，參數(shù)值越大，占比越高。具體計算如圖2。

2 色度量化指標應(yīng)用困境

根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，液晶電視灰階畫面的色彩參數(shù)變化值Δx/Δy超過0.005主觀上即可以明顯感知。為了實現(xiàn)顯示畫面色彩的精準性和保證量產(chǎn)產(chǎn)品臺次間的一致性。為了實現(xiàn)整機的管控，前提需要實現(xiàn)單品的管控。需要嚴格管控液晶顯示單元中的液晶顯示面板、光學膜板材、LED發(fā)光陣列，其中液晶顯示面板和光學膜板材為被動透過性元器件，不同個體之間的一致性較為優(yōu)良。LED光源能量譜對畫面的顯示色彩具有較大決定性作用。為了使量化管控具有可實施性，現(xiàn)在通常是通過管控燈珠的色度參數(shù)（x、y），以期通過控制燈珠參數(shù)一致性達到整機顯示設(shè)備色彩表現(xiàn)一致性。但是歸一化、簡化后的（x、y）參數(shù)未全面準確的反映燈珠發(fā)光頻譜，及存在一種（x、y）參數(shù)可以對應(yīng)多種頻譜數(shù)據(jù)。能量譜包含380nm～780nm波長范圍的大量數(shù)據(jù)，例下，兩款燈珠在410nm～455nm波長范圍內(nèi)有一定的差異（圖3），通過理論計算兩款燈珠的色度參數(shù)（x、y）基本一致。按照常規(guī)的管控，通過判斷兩款燈珠色度參數(shù)（x、y）一致性較高，推斷出應(yīng)用此兩款燈珠的液晶顯示設(shè)備會實現(xiàn)較高的色彩表現(xiàn)一致性。但實際應(yīng)用過程中會存在困境：此兩款燈珠搭載相同的液晶顯示面板、光學膜板材、結(jié)構(gòu)件，會存在較為明顯的參數(shù)差異和視覺表現(xiàn)差異。表1為實物測試情況，兩顆色度坐標相近燈珠經(jīng)過被動光學器件后色度坐標偏差放大的實際數(shù)據(jù)。

3 原因分析

同時，兩款燈珠在380nm～480nm波長范圍內(nèi)能量譜有差異主要體現(xiàn)在峰值波長的差異，燈珠狀態(tài)一峰值波長為442.5nm，燈珠狀態(tài)二封裝波長為450nm。而此種差異為GaN系藍光LED加工工藝離散性，非材料選型等方式可以進行避免的。所幸，燈珠的藍光峰值波長是可以進行量化、篩選。

4 結(jié)論

LED燈珠對液晶顯示設(shè)備的色彩具有決定性影響，同時相同色度參數(shù)坐標的LED燈珠經(jīng)過同樣屬性的光學膜材和液晶顯示板后會存在一定量的差異性的色度坐標偏移?；谇笆龇治觯琇ED燈珠芯片峰值波長的差異是導致同色坐標燈珠匹配光學物料后產(chǎn)生的整機差異的重要原因。經(jīng)過實踐，在傳統(tǒng)管控燈珠色坐標基礎(chǔ)上增加對燈珠峰值波長的管控可以有效避免前述的情況。進而，將燈珠峰值坐標差異性控制在2.5nm以內(nèi)可以實現(xiàn)液晶顯示設(shè)備較高的一致性。上述管控方式具有可量化性，操作性強，效果好的優(yōu)點。

參考文獻

[1]國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心.數(shù)字電視與平板電視中的色度學[M].北京：人民郵電出版社，2010.endprint