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Optische Tests und Kriterien für TFT-LCDs
2026-06-03
Für TFT-LCD-Anzeigemodule gibt es zahlreiche optische Leistungsindikatoren. Zu den allgemeinen Parametern gehören Leuchtdichte, Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte, Kontrastverhältnis, Sättigung und Betrachtungswinkel. Zu den weniger gebräuchlichen Parametern zählen die Abklingrate der Luminanz, die Abklingrate des Kontrasts, die Farbverschiebung, die Gleichmäßigkeit der Chromatizität und die Farbgenauigkeit. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Erläuterung dieser fünf weniger verbreiteten Indikatoren.
1. Das Luminanz-Abnahmeverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis der Leuchtdichte des weißen Bildschirms bei einem bestimmten Betrachtungswinkel zur Leuchtdichte des weißen Bildschirms bei senkrechtem Betrachtungswinkel (0°) für ein LCD-Modul.
Das Luminance Decrease Ratio bestimmt direkt das Benutzererlebnis beim Betrachten des LCD-Moduls von der Seite. Ein hohes Luminanz-Abnahmeverhältnis kann dazu führen, dass das LCD-Modul „verwaschen“ oder „dunkl“ erscheint und dadurch das visuelle Erlebnis beeinträchtigt wird.
Im Automotive-Display-Bereich betrachten Fahrer und Passagiere das LCD-Modul der Mittelkonsole oft aus deutlich unterschiedlichen Blickwinkeln. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass das LCD-Modul in allen Betrachtungswinkeln ein gutes visuelles Erlebnis bietet.
① Testverfahren für das Luminanz-Abnahmeverhältnis:
●Umgebungseinstellung: Der Test muss in einer Dunkelkammer durchgeführt werden, wobei sicherzustellen ist, dass das Umgebungslicht weniger als 1 Lux beträgt.
●Thermische Stabilisierung: Schalten Sie das LCD-Modul ein und schalten Sie die Anzeige auf ein L255-Vollweißmuster um. Lassen Sie es länger als 5 Minuten laufen, um einen thermisch stabilen Zustand zu erreichen (optische Leistung stabilisiert).
●Referenzmessung (0⁰): Positionieren Sie die Testlinse des Spotmeters senkrecht (90⁰) zur Oberfläche des LCD-Moduls und lassen Sie eine Abweichung von 1⁰ zu. Richten Sie die Linse in einem Abstand von 50 cm auf die Mitte des Moduls aus und notieren Sie den Leuchtdichtewert des L255-Weißmusters.
●Winkelmessung: Drehen Sie die Testplattform nacheinander nach oben, unten, links und rechts. Stellen Sie den Winkel so ein, dass die Normallinie der Oberfläche des LCD-Moduls mit der Testlinse einen Winkel von 30⁰, 45⁰ und 60⁰ bildet. Zeichnen Sie weiterhin die Leuchtdichtewerte des L255-Weißmusters in diesen jeweiligen Winkeln auf.
Ein niedrigeres Luminanz-Abnahmeverhältnis bedeutet klarere und hellere Bilder über einen größeren Betrachtungsbereich, was zu einem größeren Betrachtungswinkel führt. Derzeit empfiehlt der Mainstream-Steuerungsstandard, das Luminanz-Abnahmeverhältnis für die vier Richtungen (oben, unten, links und rechts) bei einem Betrachtungswinkel von 30⁰ bei ≤70 % zu halten.
Selbstverständlich sind folgende zwei Punkte zu beachten:
●Winkelabhängigkeit: Je größer der Beobachtungswinkel (der Winkel zwischen dem Betrachter und der Normalenrichtung der LCD-Moduloberfläche), desto höher ist das Verhältnis der Luminanzabnahme.
●Auswirkungen auf das Material: Unterschiedliche Materialauswahlen innerhalb des LCD-Moduls, wie etwa die Verwendung von APF, DBEF oder lichtverstärkenden Filmen mit hoher Helligkeit, haben einen erheblichen Einfluss auf das Luminanz-Abnahmeverhältnis.
2. Das Kontrastabnahmeverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis des Kontrasts bei einem bestimmten Betrachtungswinkel zum Kontrast bei einem senkrechten Betrachtungswinkel (0°) für ein LCD-Modul.
Je höher der Kontrast eines LCD-Moduls ist, desto klarer ist das Bild, desto stärker ist das Tiefengefühl und desto lebendiger sind die Farben. Eine stärkere Kontrastabschwächung (oder ein höheres Kontrastabnahmeverhältnis) führt dazu, dass das Bild bei seitlicher Betrachtung des Moduls „verwaschen“ oder „unscharf/grau“ erscheint, wodurch die angezeigten Details stark verzerrt werden.
① Testverfahren für das Kontrastabnahmeverhältnis:
●Umgebungseinstellung: Der Test muss in einer Dunkelkammer durchgeführt werden, wobei sicherzustellen ist, dass das Umgebungslicht weniger als 1 Lux beträgt.
●Thermische Stabilisierung: Schalten Sie das LCD-Modul ein und schalten Sie die Anzeige auf ein L255-Vollweißmuster um. Lassen Sie es länger als 5 Minuten laufen, um einen thermisch stabilen Zustand zu erreichen (optische Leistung stabilisiert).
●Referenzmessung (0⁰): Positionieren Sie die Testlinse des Spotmeters senkrecht (90⁰) zur Oberfläche des LCD-Moduls und lassen Sie eine Abweichung von 1⁰ zu. Richten Sie das Objektiv in einem Abstand von 50 cm auf die Mitte des Moduls aus. Messen Sie die Luminanzwerte sowohl des weißen L255-Musters als auch des schwarzen L0-Musters und berechnen Sie dann das Kontrastverhältnis.
●Winkelmessung: Drehen Sie die Testplattform nacheinander nach oben, unten, links und rechts. Stellen Sie den Winkel so ein, dass die Normallinie der Oberfläche des LCD-Moduls mit der Testlinse einen Winkel von 30⁰, 45⁰ und 60⁰ bildet. Messen Sie weiterhin die Luminanzwerte des weißen L255-Musters und des schwarzen L0-Musters in diesen jeweiligen Winkeln und berechnen Sie das Kontrastverhältnis.
Die bei verschiedenen Betrachtungswinkeln und -richtungen gemessenen Kontrastwerte werden in die oben genannte Formel für das Kontrastabnahmeverhältnis eingesetzt, um das Kontrastabnahmeverhältnis bei verschiedenen Betrachtungswinkeln und -richtungen zu berechnen.
② Empfohlene Akzeptanzkriterien für das Kontrastabnahmeverhältnis:
Derzeit empfiehlt der gängige Industriekontrollstandard für LCD-Module, das Kontrastabnahmeverhältnis für die vier Richtungen (oben, unten, links und rechts) bei einem Betrachtungswinkel von 30⁰ bei ≤70 % zu halten.
Natürlich hängt das Kontrastabnahmeverhältnis nicht nur mit dem oben besprochenen Luminanzabnahmeverhältnis zusammen, sondern wird auch maßgeblich von der Auswahl des LCD-Panels und des Polarisators beeinflusst. Das Hauptziel besteht darin, sicherzustellen, dass der „Schwarzzustand“ des LCD-Moduls „ausreichend schwarz“ bleibt.
3. Die Farbverschiebung ist eine Metrik, mit der beurteilt wird, ob ein LCD-Modul bei weiten Betrachtungswinkeln „lebensechte“ Bilder anzeigen kann. Es bezieht sich auf den Farbunterschied, der bei großen Betrachtungswinkeln im Vergleich zum senkrechten Betrachtungswinkel (0°) beobachtet wird. In der Industrie wird im Allgemeinen JNCD (Just Noticeable Color Difference) verwendet, um diese Farbverschiebung zu charakterisieren.
Stellen Sie sich vor, dass mehrere Personen dasselbe LCD-Modul aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachten. Eine erhebliche Farbverschiebung würde dazu führen, dass jede Person unterschiedliche Farben sieht, wodurch die Konsistenz des visuellen Erlebnisses beeinträchtigt würde. Wenn das Modul eine starke Farbverschiebung aufweist, kann die Anzeige selbst für einen einzelnen Betrachter bei seitlicher Betrachtung „gelblich“, „bläulich“ oder „rötlich“ erscheinen. Diese Inkonsistenz wird sich negativ auf die Benutzererfahrung auswirken.
① Farbverschiebungstestverfahren:
●Umgebungseinstellung: Der Test muss in einer Dunkelkammer durchgeführt werden, wobei sicherzustellen ist, dass das Umgebungslicht weniger als 1 Lux beträgt.
●Thermische Stabilisierung: Schalten Sie das LCD-Modul ein und schalten Sie die Anzeige auf ein L255-Vollweißmuster um. Lassen Sie es länger als 5 Minuten laufen, um einen thermisch stabilen Zustand zu erreichen (optische Leistung stabilisiert).
●Referenzmessung (0⁰): Positionieren Sie die Testlinse des Spotmeters senkrecht (90⁰) zur Oberfläche des LCD-Moduls und lassen Sie eine Abweichung von 1⁰ zu. Richten Sie das Objektiv in einem Abstand von 50 cm auf die Mitte des Moduls aus. Messen Sie die Weißpunkt-Chromatizitätskoordinaten ('u', 'v') des L255-Weißmusters gemäß dem CIE-Standard von 1976 und notieren Sie sie als 'u1', 'v1'. ●Winkelmessung: Drehen Sie die Testplattform nacheinander nach oben, unten, links und rechts. Stellen Sie den Winkel so ein, dass die Normallinie der Oberfläche des LCD-Moduls mit der Testlinse einen Winkel von 30⁰, 45⁰ und 60⁰ bildet. Messen Sie weiterhin die Weißpunkt-Chromatizitätskoordinaten ( ′u′ , ′v′ ) des L255-Weißmusters gemäß dem CIE 1976-Standard und zeichnen Sie sie als ′u2′ , ′v2′ auf.
Ersetzen Sie die gemessenen u-, v-Koordinatenwerte bei verschiedenen Betrachtungswinkeln und Azimuten in die oben genannte Farbverschiebungsberechnungsformel, um die Farbverschiebung unter verschiedenen Beobachtungswinkeln und Azimuten zu berechnen.
② Empfohlene Kriterien für Farbverschiebung:
Je geringer die Farbverschiebung des LCD-Moduls ist (d. h. je niedriger der JNCD-Wert), desto geringer ist der Farbunterschied und desto besser ist folglich die Farbwiedergabetreue.
Derzeit gilt gemäß den gängigen Marktteststandards:
●Für die vier Richtungen (oben, unten, links, rechts) bei einem Betrachtungswinkel von 30° wird empfohlen, die Farbverschiebung innerhalb von ≤3 JNCD zu kontrollieren.
●Für die vier Richtungen (oben, unten, links, rechts) bei einem Betrachtungswinkel von 45° wird empfohlen, die Farbverschiebung innerhalb von ≤4 JNCD zu kontrollieren.
Generell gilt: Je größer der Betrachtungswinkel, desto größer ist die entsprechende Farbverschiebung.
4. Farbgleichmäßigkeit
Unter Farbgleichmäßigkeit versteht man den Grad der Farbkonsistenz in verschiedenen Bereichen eines LCD-Moduls, da zwischen verschiedenen Positionen zwangsläufig ein gewisser Farbunterschied (chromatische Aberration) besteht. Die Farbgleichmäßigkeit wird im Allgemeinen mithilfe von JNCD charakterisiert.
① Verfahren zur Prüfung der Farbgleichmäßigkeit:
●Umgebung: Das LCD-Modul muss in einer Dunkelkammerumgebung getestet werden, um sicherzustellen, dass das Umgebungslicht weniger als 1 Lux beträgt.
●Stabilisierung: Schalten Sie das LCD-Modul ein, schalten Sie das Testmuster auf einen vollweißen Bildschirm (L255) um und lassen Sie es länger als 5 Minuten laufen, um einen thermisch stabilen Zustand (optische Stabilität) zu erreichen.
●Messeinrichtung:
--Testpunkte: Im Allgemeinen sind Produkte im Bereich von 5 bis 7 Zoll mit 135 Testpunkten ausgestattet, während Produkte, die größer als 7 Zoll sind, mit 187 Testpunkten ausgestattet sind.
--Ausrüstung: Verwenden Sie entweder ein Flächenmessgerät oder ein Punktmessgerät, um die Gesamtoberflächenleistung des LCD-Moduls zu testen.
Spotgröße: Der Durchmesser der Testöffnung (Spot) beträgt ca. 1,56 mm.
●Bestätigen Sie vor dem Test, dass die optische Achse des Testobjektivs in einem 0°-Winkel zur Normalenrichtung der LCD-Modulebene ausgerichtet ist (d. h. das Testobjektiv steht im 90°-Winkel senkrecht zur LCD-Modulebene, mit einer zulässigen Abweichung von 1°). Halten Sie einen Abstand von 50 cm zwischen Testobjektiv und Anzeigemodul ein. Messen Sie die Weißpunkt-Chromatizitätskoordinaten (u-, v-Werte) aller Punkte im gesamten LCD-Modul unter einem vollweißen Bildschirm (L255) basierend auf dem CIE 1976-Farbraum.
Setzen Sie die u- und v-Koordinatenwerte aller Testpunkte innerhalb des aktiven Bereichs (AA) des LCD in die oben genannte Formel zur Berechnung der Farbgleichmäßigkeit ein, um den Farbunterschied zwischen zwei beliebigen Punkten und zwischen zwei benachbarten Punkten aller Testpunkte zu berechnen.
② Empfohlene Kontrollkriterien für die Gleichmäßigkeit der Chromatizität:
Gemäß den aktuellen gängigen Test- und Kontrollstandards auf dem Markt:
●Es wird empfohlen, den Farbunterschied zwischen zwei beliebigen Punkten aller Testpunkte, der als ∆u'v'-A bezeichnet wird, innerhalb von ≤3,75 JNCD (≤0,015) zu halten.
●Es wird empfohlen, den Farbunterschied zwischen zwei benachbarten Punkten aller Testpunkte, der als ∆u'v'-B bezeichnet wird, innerhalb von ≤1,5 JNCD (≤0,006) zu halten.
5.Delta E wird im Allgemeinen auf vollständig laminierte LCD-Module angewendet, die die Anforderung „Monolithic Black“ erfüllen. Es wird verwendet, um den Farbunterschied zwischen dem Tintendruckbereich des CG-Deckglases und dem aktiven Bereich (AA) des LCD zu bewerten, der allgemein als „Farbunterschied“ bezeichnet wird.
Je kleiner der Farbunterschied zwischen dem Tintenbereich des CG-Deckglases und dem LCD-AA-Bereich ist, desto besser ist der Monolithic Black-Effekt und desto niedriger ist folglich der entsprechende Farbgenauigkeitswert (Delta E). Natürlich bezieht sich der hier erwähnte Farbunterschied normalerweise auf die Farbgenauigkeit bei einem senkrechten Betrachtungswinkel (0°), der sich von der zuvor diskutierten Farbverschiebung unterscheidet, die auftritt, wenn sich der Betrachtungswinkel ändert.
① Verfahren zur Prüfung der Farbgenauigkeit:
Schritt 1 (Tintenbereich des Deckglases): Testen Sie mit einem Farbdifferenzmessgerät die L-, a- und b-Werte des Tintendruckbereichs auf dem CG-Deckglas des LCD-Moduls. Testpunkte sind im Allgemeinen gleichmäßig um den Umfang des CG-Tintenbereichs verteilt. Berechnen Sie die durchschnittlichen L-, a- und b-Werte aller Testpunkte und bezeichnen Sie sie als L1, a1, b1.
Schritt 2 (aktiver LCD-Bereich): Verwenden Sie weiterhin das Farbdifferenzmessgerät, um die L-, a- und b-Werte des aktiven Bereichs (AA) des LCD-Moduls zu testen. Verteilen Sie die Testpunkte gleichmäßig auf dem LCD AA, berechnen Sie die durchschnittlichen L-, a- und b-Werte aller Testpunkte und bezeichnen Sie sie als L2, a2, b2.
② Empfohlene Kontrollkriterien für die Farbgenauigkeit:
Für vollständig gebondete LCD-Flüssigkristall-Anzeigemodule sollte der ΔE herkömmlicher vollständig gebondeter LCD-Anzeigemodule ≤ 3-4 sein; Wenn ein integrierter Schwarzeffekt erforderlich ist und ΔE < 2 ist, ist der integrierte Schwarzeffekt gut. Wenn Δ ≤ 1, kann ein ausgezeichneter integrierter Schwarzeffekt erzielt werden.