LED显示屏主要参数相互关系的大讨论

　　4 、亮度均匀性与色度均匀性

　　同亮度均匀度一样，屏幕各个部分色度的差异程度为色度均匀性。

　　目前的行业为了评判LED大屏幕亮度的均匀性，《LED显示屏测试方法》提出了“像素光强均匀性”、“显示模块亮度均匀性”和“模组亮度均匀性”三个均匀性指标。显示模块亮度均匀性传统的测试方法是用目测法，选出3组显示模块进行计算，这种方法虽然能够近似的表示其均匀性，它毕竟不是全面和客观地对这整个屏幕进行评价，具有一定的局限性。而且《LED显示屏测试方法》也没有规定色度均匀性的测量方法。

　　同亮度均匀性类似，色度均匀性也同显示屏空间位置以及观察角度等因素有密切的联系，同样也可以引入相邻色度均匀性的指标来衡量显示屏色度均匀性的优劣。

　　当然，作为高档的LED显示屏，考虑到较高的亮度均匀性与色度均匀性设计无疑会增高显示屏的成本，加之色度均匀性的实现要影响色饱和度，即影响显示的鲜艳程度，因而有得不偿失之嫌。

　　因此在目前条件下，是否可以认为亮度均匀性指标有巨大商业价值，而色度均匀性的探讨目前应该停留在理论阶段。

　　5 、屏幕发光面积比例同对比度

　　屏幕发光面积比例定义为像素发光面积与像素区域面积之比。其比例越高，显示屏的显示黑区越小，视觉感觉像素越丰满，显示越连续，色彩越柔和不刺眼。反之视觉感觉颗粒感越明显，视觉感觉显示粗糙。

　　但是考虑到由于发光面需要透过三基色的光，这样其反射亮度就包括两部分，一部分是对外界光的直接反射，另一部分是外界光经过透射进入发光体内部，再通过发光体内部进行反射，这两种反射也直接影响着对比度数值的大小。为了增大对比度，可以增强发光体表面的透射率，以达到减少其表面反射率的要求。同时为了减少发光体对透射光的反射，还可通过改善发光体的制作工艺以实现减少内部反射的目的。但是该改进会增加额外的开销。因而在一般条件下，发光面积比例越高，则使对比度越差。所以发光面积比例并非越大越好。

　　此外，对比度同反射的种类条件以及观察角度还有密切联系，在实际测量中，发光强度角分布曲线决定不同角度测得的实际最大亮度值是不同的。其分布曲线例如图5-1所示：

图5-1 LED发光强度角分布曲线

　　由图5-1知，实际测量的最大亮度的数值大于其他任意角度上测得的实际最大亮度值。根据对比度与显示屏的实际最大亮度成正比的关系，可得出显示屏法线方向上的对比度值最大，并且随着偏离法线角度的增大，对比度数值会逐渐减小。

　　由于发光管此发光强度角分布曲线特性，使不同方向上的对比度差异较大，影响了显示屏的视角指标，降低了显示效果。所以同上述情况相似，对比度指标也要求改善各个角度上的发光强度，使其趋向一致，达到不同方向上的对比度基本相同的目的，缩小不同角度上显示图像的灰度层次较大的差异，提高视觉效果。如下图5-2所示的发光管特性，相较于图5-1中的发光管发光强度特性有明显改善：

图5-2 增大LED均匀发光视角示意图

　　使用图5-2所示的发光管组装成的显示屏，提高了较宽视角的显示效果，但是测得其法线方向上的对比度数值C1小于C2对比度（C2是使用图5-1发光管组装的显示屏沿法线方向上的对比度）。但这并不能说明LED1显示屏LED2显示屏显示的灰度层次差。

　　图5-2所示，发光管视角在正负20度内的发光强度值基本相同，在此视角内计算得到的LED1对比度C1也基本相同，相较于LED2相同角度上的对比度C2，虽然在法线方向上对比度C2>C1，但是偏离法线方向上的对比度C2C1，说明LED1显示屏上除法线方向上的其他角度的显示灰度层次感都比LED2显示效果好。两屏的对比度与测量角度关系，如下图5-3所示：

图5-3两显示屏测量角度与对比度关系示意图

　　对于观察者而言，从法线方向上看LED显示图像的概率非常小，其值可近似看作是显示屏的观测角度的倒数，所以评价显示屏对比度的好坏不能只用一个法线方向上对比度值来衡量，还应参考各视角上的对比度值，以便更真实的体现图像显示效果。

　　以上所述的反射都是针对漫反射而言，实际上，出现于LED显示屏上的反射不只包括漫反射，还包括镜面反射。

　　漫反射的计算公式： （5-1）

　　其中Ia=外界光强；Ka=外界光反射系数；Ip=点光源发光强度；Kp=面反射系数； ；N,L矢量如下图5-4所示：

图5-4 N,L矢量图

　　镜面反射= ，其中点光源发光强度；=光源衰减率 ； = 镜面反射系数（一般为常数）；n = 镜面反射指数； （R,V为单位长度）；R,V矢量图如图5-5所示:

图5-5 R,V矢量图

　　对比度表达式中实际最大亮度的计算方法体现了最大亮度值中仅包括显示屏对外界光的反射，而忽略显示屏对发光管发出光的反射；并且LED显示屏的反射中还混有镜面反射，此反射会导致图像变的不清楚。针对上述的问题仍需进一步的研究和探讨。

　　6 、屏幕刷新（扫描）频率

　　从《标准》的测量方法来看，似乎忽略了用户真正关心的问题，它也没有很好考虑到各个厂家所用驱动电路方式差异，造成测试的困难。扫描频率直接影响成本。扫描频率越高越好，上不封顶，但应适可而止。

　　实际上，“刷新频率”一帧画面显示所需时间的倒数，把显示屏当做一个发光光源，那就是光源的闪烁频率。可以用类似“光感频率计”的仪器直接测试显示屏的光源闪烁频率，来反映这个指标。

　　有关方面做过这方面的测试。利用示波器测量任一种颜色的LED驱动电流波形来确定“刷新频率”，在白场下测得200Hz；在低灰度级下，所测频率高达10kHz以上。用PR-650光谱仪测量；无论在白场，还是在其它灰度等级下，所测光源闪烁频率均为200Hz。因此扫描频率100至200Hz为宜。

　　7、讨论

　　以上是针对LED显示屏的主要参数之间关系做一个简单的描述，对于其它一些主要指标，还需进一步的分析和研究。对于如何引导用户正确理解LED显示屏这样一个复杂系统的产品，还是要行业协会多搞点LED显示屏技术研究交流，多从实际出发，全面分析LED产品的各项指标以及评估方法，引导行业正确理解LED显示屏的性能。这对于用户、生产者以及整个行业都将会是非常有利的。