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Test e criteri ottici TFT-LCD
2026-06-03
Esistono numerosi indicatori di prestazione ottica per i moduli display TFT-LCD. I parametri comuni includono luminanza, uniformità della luminanza, rapporto di contrasto, saturazione e angolo di visione. Parametri meno comuni includono il tasso di decadimento della luminanza, il tasso di decadimento del contrasto, lo spostamento del colore, l'uniformità della cromaticità e l'accuratezza del colore. Questo articolo si concentra sulla spiegazione di questi cinque indicatori meno comuni.
1.Il rapporto di riduzione della luminanza si riferisce al rapporto tra la luminanza dello schermo bianco a un angolo di visione specifico e la luminanza dello schermo bianco all'angolo di visione perpendicolare (0°) per un modulo LCD.
Il rapporto di riduzione della luminanza determina direttamente l'esperienza dell'utente quando visualizza il modulo LCD lateralmente. Un rapporto di riduzione della luminanza elevato può far sì che il modulo LCD appaia "sbiadito" o "sfocato", peggiorando così l'esperienza visiva.
Nel settore dei display automobilistici, conducenti e passeggeri spesso vedono il modulo LCD della console centrale da angolazioni notevolmente diverse. Pertanto, è fondamentale garantire che il modulo LCD offra una buona esperienza visiva in tutti gli angoli di visione.
① Procedura di test del rapporto di diminuzione della luminanza:
●Configurazione dell'ambiente: il test deve essere condotto all'interno di una camera oscura, assicurando che la luce ambientale sia inferiore a 1 lux.
●Stabilizzazione termica: accendere il modulo LCD e impostare il display su un modello completamente bianco L255. Lasciarlo in funzione per più di 5 minuti per raggiungere uno stato termicamente stabile (prestazioni ottiche stabilizzate).
●Misurazione di riferimento (0⁰): posizionare la lente di prova dello spot meter perpendicolarmente (90⁰) alla superficie del modulo LCD, consentendo una deviazione entro 1⁰. Allineare la lente con il centro del modulo a una distanza di 50 cm e registrare il valore di luminanza del modello bianco L255.
●Misurazione angolare: ruotare la piattaforma di test in sequenza verso l'alto, il basso, a sinistra e a destra. Regolare l'angolo in modo che la linea normale della superficie del modulo LCD formi angoli di 30⁰, 45⁰ e 60⁰ con la lente di prova. Continuare a registrare i valori di luminanza del modello bianco L255 a questi rispettivi angoli.
Un rapporto di riduzione della luminanza inferiore indica immagini più chiare e luminose su un intervallo di visualizzazione più ampio, con conseguente angolo di visualizzazione più ampio. Attualmente, lo standard di controllo tradizionale consiglia di mantenere il rapporto di riduzione della luminanza a ≤70% per le quattro direzioni (su, giù, sinistra e destra) con un angolo di visione di 30⁰.
Naturalmente vanno tenuti presenti i seguenti due punti:
●Dipendenza angolare: maggiore è l'angolo di osservazione (l'angolo tra lo spettatore e la direzione normale della superficie del modulo LCD), maggiore sarà il rapporto di riduzione della luminanza.
●Impatto sui materiali: diverse selezioni di materiali all'interno del modulo LCD, come l'uso di APF, DBEF o pellicole per l'ottimizzazione della luce ad alta luminosità, hanno un impatto significativo sul rapporto di riduzione della luminanza.
2. Il rapporto di riduzione del contrasto si riferisce al rapporto tra il contrasto ad un angolo di visione specifico e il contrasto all'angolo di visione perpendicolare (0°) per un modulo LCD.
Maggiore è il contrasto di un modulo LCD, più chiara sarà l'immagine, più forte il senso di profondità e più vividi i colori. Una maggiore attenuazione del contrasto (o un rapporto di riduzione del contrasto più elevato) significa che quando si visualizza il modulo lateralmente, l'immagine apparirà "sbiadita" o "sfocata/grigia", causando una grave distorsione dei dettagli visualizzati.
① Procedura di test del rapporto di diminuzione del contrasto:
●Configurazione dell'ambiente: il test deve essere condotto all'interno di una camera oscura, assicurando che la luce ambientale sia inferiore a 1 lux.
●Stabilizzazione termica: accendere il modulo LCD e impostare il display su un modello completamente bianco L255. Lasciarlo in funzione per più di 5 minuti per raggiungere uno stato termicamente stabile (prestazioni ottiche stabilizzate).
●Misurazione di riferimento (0⁰): posizionare la lente di prova dello spot meter perpendicolarmente (90⁰) alla superficie del modulo LCD, consentendo una deviazione entro 1⁰. Allineare la lente al centro del modulo ad una distanza di 50 cm. Misurare i valori di luminanza sia del modello bianco L255 che del modello nero L0, quindi calcolare il rapporto di contrasto.
●Misurazione angolare: ruotare la piattaforma di test in sequenza verso l'alto, il basso, a sinistra e a destra. Regolare l'angolo in modo che la linea normale della superficie del modulo LCD formi angoli di 30⁰, 45⁰ e 60⁰ con la lente di prova. Continuare a misurare i valori di luminanza del modello bianco L255 e del modello nero L0 a questi rispettivi angoli e calcolare il rapporto di contrasto.
I valori di contrasto misurati a diversi angoli e direzioni di visione vengono sostituiti nella formula del rapporto di diminuzione del contrasto sopra menzionata per calcolare il rapporto di diminuzione del contrasto a vari angoli e direzioni di osservazione.
② Criteri di accettazione consigliati per il rapporto di riduzione del contrasto:
Attualmente, lo standard di controllo industriale più diffuso per i moduli LCD consiglia di mantenere il rapporto di riduzione del contrasto a ≤70% per le quattro direzioni (su, giù, sinistra e destra) con un angolo di visione di 30⁰.
Naturalmente, il rapporto di diminuzione del contrasto non è solo correlato al rapporto di diminuzione della luminanza discusso sopra, ma è anche significativamente influenzato dalla scelta del pannello LCD e del polarizzatore. L'obiettivo principale è garantire che lo "stato nero" del modulo LCD rimanga "sufficientemente nero".
3. Color Shift è una metrica utilizzata per valutare se un modulo LCD può visualizzare immagini "realistiche" ad ampi angoli di visione. Si riferisce alla differenza di colore osservata ad ampi angoli di visione rispetto all'angolo di visione perpendicolare (0°). Nel settore, per caratterizzare questo cambiamento di colore viene generalmente utilizzato JNCD (Just Noticeable Color Difference).
Immagina che più persone visualizzino lo stesso modulo LCD da diverse angolazioni; un cambiamento di colore significativo farebbe sì che ogni persona veda colori diversi, compromettendo così la coerenza dell'esperienza visiva. Anche per un singolo spettatore, se il modulo presenta un notevole cambiamento di colore, il display potrebbe apparire "giallastro", "bluastro" o "rossastro" se visto di lato. Questa incoerenza avrà un impatto negativo sull'esperienza dell'utente.
① Procedura del test di variazione del colore:
●Configurazione dell'ambiente: il test deve essere condotto all'interno di una camera oscura, assicurando che la luce ambientale sia inferiore a 1 lux.
●Stabilizzazione termica: accendere il modulo LCD e impostare il display su un modello completamente bianco L255. Lasciarlo in funzione per più di 5 minuti per raggiungere uno stato termicamente stabile (prestazioni ottiche stabilizzate).
●Misurazione di riferimento (0⁰): posizionare la lente di prova dello spot meter perpendicolarmente (90⁰) alla superficie del modulo LCD, consentendo una deviazione entro 1⁰. Allineare la lente al centro del modulo ad una distanza di 50 cm. Misura le coordinate cromatiche del punto bianco ( ′u′ , ′v′ ) del modello bianco L255 secondo lo standard CIE 1976 e registrale come ′u1′ , ′v1′. ●Misurazione angolare: ruotare la piattaforma di test in sequenza verso l'alto, il basso, a sinistra e a destra. Regolare l'angolo in modo che la linea normale della superficie del modulo LCD formi angoli di 30⁰, 45⁰ e 60⁰ con la lente di prova. Continua a misurare le coordinate cromatiche del punto bianco ( ′u′ , ′v′ ) del modello bianco L255 secondo lo standard CIE 1976 e registrale come ′u′ , ′v2′ .
Sostituire i valori delle coordinate u, v misurati a diversi angoli di visione e azimut nella formula di calcolo dello spostamento del colore sopra menzionata per calcolare lo spostamento del colore sotto vari angoli di osservazione e azimut.
② Criteri consigliati per il cambiamento di colore:
Minore è lo spostamento del colore del modulo LCD (ovvero, più basso è il valore JNCD), minore è la differenza cromatica e, di conseguenza, migliore è la fedeltà della riproduzione del colore.
Attualmente, secondo i principali standard di test di mercato:
●Per le quattro direzioni (su, giù, sinistra, destra) con un angolo di visione di 30°, si consiglia di controllare lo spostamento del colore entro ≤3 JNCD.
●Per le quattro direzioni (su, giù, sinistra, destra) con un angolo di visione di 45°, si consiglia di controllare lo spostamento del colore entro ≤4 JNCD.
In generale, maggiore è l'angolo di visione, maggiore sarà lo spostamento del colore corrispondente.
4. Uniformità del colore
L'uniformità del colore si riferisce al grado di coerenza del colore tra le diverse regioni di un modulo LCD, poiché vi è inevitabilmente una certa differenza di colore (aberrazione cromatica) tra le diverse posizioni. L'uniformità del colore è generalmente caratterizzata utilizzando JNCD.
① Procedura di test dell'uniformità del colore:
●Ambiente: il modulo LCD deve essere testato in una camera oscura, assicurandosi che la luce ambientale sia inferiore a 1 lux.
●Stabilizzazione: accendere il modulo LCD, impostare il modello di test su uno schermo completamente bianco (L255) e lasciarlo funzionare per più di 5 minuti per raggiungere uno stato termicamente stabile (stabilità ottica).
●Impostazione della misurazione:
--Punti di prova: generalmente, i prodotti da 5 a 7 pollici sono impostati con 135 punti di prova, mentre i prodotti più grandi di 7 pollici sono impostati con 187 punti di prova.
--Attrezzatura: utilizzare un dispositivo di misurazione dell'area o un dispositivo di misurazione spot per testare le prestazioni complessive della superficie del modulo LCD.
Dimensione dello spot: il diametro dell'apertura di prova (spot) è di circa 1,56 mm.
●Prima del test, verificare che l'asse ottico della lente di prova sia allineato con un angolo di 0° rispetto alla direzione normale del piano del modulo LCD (ovvero, la lente di prova è perpendicolare al piano del modulo LCD a 90°, con una deviazione consentita di 1°). Mantenere una distanza di 50 cm tra la lente di prova e il modulo display. Misurare le coordinate cromatiche del punto bianco (valori u, v) di tutti i punti sull'intero modulo LCD sotto uno schermo completamente bianco (L255) basato sullo spazio colore CIE 1976.
Sostituire i valori delle coordinate u, v di tutti i punti di prova all'interno dell'area attiva (AA) dell'LCD nella formula di calcolo dell'uniformità del colore sopra menzionata per calcolare la differenza di colore tra due punti qualsiasi e tra due punti adiacenti tra tutti i punti di prova.
② Criteri di controllo consigliati per l'uniformità della cromaticità:
Secondo gli attuali standard di test e controllo tradizionali sul mercato:
●Si consiglia di controllare la differenza di colore tra due punti qualsiasi tra tutti i punti di test, indicati come ∆u'v'-A entro ≤3,75 JNCD (≤0,015).
●Si consiglia di controllare la differenza di colore tra due punti adiacenti tra tutti i punti di test, indicati come ∆u'v'-B, entro ≤1,5 JNCD (≤0,006).
5.Delta E viene generalmente applicato ai moduli LCD completamente laminati che soddisfano il requisito "Nero monolitico". Viene utilizzato per valutare la differenza di cromaticità tra l'area di stampa dell'inchiostro del vetro di copertura CG e l'area attiva (AA) dell'LCD, comunemente denominata "differenza di colore".
Minore è la differenza di colore tra l'area dell'inchiostro del vetro di copertura CG e l'area AA dell'LCD, migliore sarà l'effetto del nero monolitico e, di conseguenza, minore sarà il valore di precisione del colore corrispondente (Delta E). Naturalmente, la differenza di colore qui menzionata si riferisce solitamente alla precisione del colore sotto un angolo di visione perpendicolare (0°), che è diverso dallo spostamento di colore discusso in precedenza che si verifica quando cambia l'angolo di visione.
① Procedura di test della precisione del colore:
Passaggio 1 (area dell'inchiostro sul vetro di copertura): utilizzando un misuratore di differenza cromatica, testare i valori L, a, b dell'area di stampa dell'inchiostro sul vetro di copertura CG del modulo LCD. I punti di prova sono generalmente distribuiti uniformemente attorno alla periferia dell'area dell'inchiostro CG. Calcolare i valori medi L, a, b di tutti i punti di prova e denotarli come L1, a1, b1.
Passaggio 2 (area attiva del display LCD): continuare a utilizzare il misuratore della differenza cromatica per testare i valori L, a, b dell'area attiva (AA) del modulo LCD. Distribuire i punti di test in modo uniforme sul display LCD AA, calcolare i valori medi L, a, b di tutti i punti di test e denotarli come L2, a2, b2.
② Criteri di controllo consigliati per la precisione del colore:
Per i moduli display LCD a cristalli liquidi completamente incollati, il ΔE dei moduli display LCD convenzionali completamente incollati deve essere ≤ 3-4; se è richiesto un effetto nero integrato, quando ΔE < 2, l'effetto nero integrato è buono; quando Δ ≤ 1 si può ottenere un eccellente effetto nero integrato.