TFT-LCD光学テストと標準
2026-06-03
TFT-LCD ディスプレイ モジュール用の光学性能インジケーターは数多くあります。一般的なパラメータには、輝度、輝度均一性、コントラスト比、彩度、視野角などがあります。あまり一般的ではないパラメータには、輝度減衰率、コントラスト減衰率、カラーシフト、色度均一性、および色の精度が含まれます。この記事では、あまり一般的ではないこれら 5 つの指標について説明することに重点を置きます。
1.輝度低下率とは、LCD モジュールの垂直 (0°) 視野角での白画面輝度に対する特定の視野角での白画面輝度の比率を指します。
輝度低下率は、LCD モジュールを側面から見たときのユーザー エクスペリエンスを直接決定します。輝度低下率が高いと、LCD モジュールが「色あせた」または「薄暗く」見えるようになり、視覚体験が低下する可能性があります。
自動車ディスプレイ分野では、ドライバーと同乗者はセンターコンソールの LCD モジュールをかなり異なる角度から見ることがよくあります。したがって、LCD モジュールがすべての視野角にわたって良好な視覚体験を提供することが重要です。
①輝度低下率試験手順：
●環境設定: 試験は暗室内で実施し、周囲の光が 1 ルクス未満であることを確認してください。
●熱安定化：LCDモジュールの電源を入れると、ディスプレイがL255全白パターンに切り替わります。熱的に安定した状態（光学性能が安定した状態）に達するまで、5 分以上実行し続けます。
●基準測定（0⁰）：スポットメーターのテストレンズをLCDモジュール表面に対して垂直（90⁰）に置き、誤差は1⁰以内とします。レンズをモジュールの中心に50cmの距離で合わせ、L255ホワイトパターンの輝度値を記録します。
●角度測定：試験台を上下左右に順次回転させます。 LCD モジュール表面の法線がテストレンズに対して 30°、45°、60°の角度をなすように角度を調整します。これらのそれぞれの角度で L255 ホワイト パターンの輝度値を記録し続けます。
輝度減少率が低いほど、より広い視野範囲にわたってより鮮明で明るい画像を示し、その結果、より広い視野角が得られます。現在、主流の制御規格では、視野角 30° で 4 方向 (上下左右) の輝度低下率を 70% 以下に維持することが推奨されています。
もちろん、次の 2 点に注意する必要があります。
●角度依存性：観察角度（観察者とLCDモジュール表面の法線方向とのなす角度）が大きくなるほど、輝度低下率は大きくなります。
●材料の影響:APF、DBEF、高輝度光増強フィルムの使用など、LCD モジュール内のさまざまな材料の選択は、輝度低下率に大きな影響を与えます。
2. コントラスト減少率とは、LCD モジュールの垂直 (0°) 視野角でのコントラストに対する特定の視野角でのコントラストの比率を指します。
LCD モジュールのコントラストが高いほど、画像が鮮明になり、奥行き感が増し、色がより鮮やかになります。コントラストの減衰が大きい（またはコントラストの減少率が高い）ということは、モジュールを横から見ると、画像が「色あせ」または「かすんだ/灰色」に見え、表示される詳細に深刻な歪みが生じることを意味します。
①コントラスト低下率試験手順：
●環境設定: 試験は暗室内で実施し、周囲の光が 1 ルクス未満であることを確認してください。
●熱安定化：LCDモジュールの電源を入れると、ディスプレイがL255全白パターンに切り替わります。熱的に安定した状態（光学性能が安定した状態）に達するまで、5 分以上実行し続けます。
●基準測定（0⁰）：スポットメーターのテストレンズをLCDモジュール表面に対して垂直（90⁰）に置き、誤差は1⁰以内とします。レンズをモジュールの中心から50cmの距離に合わせます。 L255ホワイトパターンとL0ブラックパターンの両方の輝度値を測定し、コントラスト比を計算します。
●角度測定：試験台を上下左右に順次回転させます。 LCD モジュール表面の法線がテストレンズに対して 30°、45°、60°の角度をなすように角度を調整します。 L255 ホワイトパターンと L0 ブラックパターンのそれぞれの角度での輝度値を測定し続け、コントラスト比を計算します。
さまざまな観察角度および方向で測定されたコントラスト値を前述のコントラスト減少率の式に代入して、さまざまな観察角度および方向でのコントラスト減少率を計算します。
② コントラスト低下率の推奨合格基準：
現在、LCD モジュールの主流の業界管理標準では、視野角 30° で 4 方向 (上、下、左、右) のコントラスト低下率を 70% 以下に維持することが推奨されています。
もちろん、コントラスト低下率は、上で説明した輝度低下率に関係するだけでなく、LCD パネルと偏光子の選択にも大きく影響されます。主な目的は、LCD モジュールの「黒色状態」が「十分に黒色」のままであることを保証することです。
3. カラーシフトは、LCD モジュールが広い視野角で「実物に近い」ビジュアルを表示できるかどうかを評価するために使用される指標です。これは、垂直 (0°) 視野角と比較して、大きな視野角で観察される色の違いを指します。業界では、この色の変化を特徴付けるために、一般に JNCD (Just Noticeable Color Difference) が使用されます。
複数の人が同じ LCD モジュールを異なる角度から見ていると想像してください。大幅な色の変化により、各人が異なる色に見えることになり、視覚体験の一貫性が損なわれます。一人の観察者であっても、モジュールの色ずれが激しい場合、横から見るとディスプレイが「黄色っぽく」「青っぽく」「赤っぽく」見えることがあります。この不一致は、ユーザー エクスペリエンスに悪影響を及ぼします。
①色ずれテスト手順：
●環境設定: 試験は暗室内で実施し、周囲の光が 1 ルクス未満であることを確認してください。
●熱安定化：LCDモジュールの電源を入れると、ディスプレイがL255全白パターンに切り替わります。熱的に安定した状態（光学性能が安定した状態）に達するまで、5 分以上実行し続けます。
●基準測定（0⁰）：スポットメーターのテストレンズをLCDモジュール表面に対して垂直（90⁰）に置き、誤差は1⁰以内とします。レンズをモジュールの中心から50cmの距離に合わせます。 CIE 1976 規格に基づいて L255 ホワイト パターンの白色点色度座標 ( 'u' 、 'v' ) を測定し、それらを 'u1' 、 'v1' として記録します。 ●角度測定：試験台を上下左右に順次回転させます。 LCD モジュール表面の法線がテストレンズに対して 30°、45°、60°の角度をなすように角度を調整します。 CIE 1976 規格に基づいて L255 ホワイト パターンの白色点色度座標 ('u' 、'v' ) を測定し、それらを 'u2' 、'v2' として記録します。
さまざまな観察角度および方位で測定された u、v 座標値を前述のカラー シフト計算式に代入して、さまざまな観察角度および方位でのカラー シフトを計算します。
② 色ずれの推奨基準：
LCD モジュールのカラーシフトが小さいほど (つまり、JNCD 値が低いほど)、色差が小さくなり、その結果、色の再現性が向上します。
現在、主流の市場テスト基準によれば、次のとおりです。
●視野角30°における4方向(上下左右)において、カラーシフトを3JNCD以下に抑えることを推奨します。
●視野角45°における4方向（上下左右）において、カラーシフトが4JNCD以下に抑えられることを推奨します。
一般に、視野角が大きくなるほど、対応するカラーシフトも大きくなります。
4. 色の均一性
色の均一性とは、LCD モジュールのさまざまな領域にわたる色の一貫性の程度を指します。これは、異なる位置間にはある程度の色の違い (色収差) が避けられないためです。色の均一性は通常、JNCD を使用して特性評価されます。
① 色均一性試験手順：
●環境：LCDモジュールは暗室環境でテストする必要があり、周囲の光が1ルクス未満であることを確認してください。
●安定化: LCD モジュールの電源を入れ、テスト パターンを全白 (L255) 画面に切り替え、熱的に安定した状態 (光学的安定性) に達するまで 5 分間以上実行します。
●測定セットアップ：
--テストポイント: 一般に、5 ～ 7 インチの範囲の製品には 135 のテスト ポイントが設定され、7 インチを超える製品には 187 のテスト ポイントが設定されます。
--装置: 面積測定装置またはスポット測定装置を使用して、LCD モジュールの全体的な表面性能をテストします。
スポット サイズ: テスト アパーチャ (スポット) の直径は約 1.56 mm です。
●試験前に、試験レンズの光軸が LCD モジュール面の法線方向に対して 0°の角度で揃っていること（つまり、試験レンズが LCD モジュール面に対して 90°直角、許容誤差は 1°）であることを確認してください。テストレンズとディスプレイモジュールの間の距離を 50 cm に維持してください。 CIE 1976 色空間に基づくフルホワイト (L255) 画面の下で、LCD モジュール全体にわたるすべての点の白色点色度座標 (u、v 値) を測定します。
LCD のアクティブ エリア (AA) 内のすべてのテスト ポイントの u、v 座標値を前述の色均一性計算式に代入して、すべてのテスト ポイントの任意の 2 点間および隣接する任意の 2 点間の色差を計算します。
②色度均一性の推奨管理基準：
市場における現在の主流のテストおよび管理基準によると、次のとおりです。
●すべてのテストポイントのうち任意の 2 ポイント間の色差 (Δu'v'-A で示されます) は、≤3.75 JNCD (≤0.015) 以内に制御することを推奨します。
●すべてのテストポイントのうち、隣接する 2 つのポイント間の色差 (Δu'v'-B で示されます) は、≤1.5 JNCD (≤0.006) 以内に制御することを推奨します。
5.デルタ E は通常、「モノリシック ブラック」要件を持つ完全にラミネートされた LCD モジュールに適用されます。 CG カバー ガラスのインク印刷領域と LCD のアクティブ エリア (AA) の間の色度の違い、一般に「色差」と呼ばれる値を評価するために使用されます。
CG のカバー ガラスのインク領域と LCD の AA 領域の間の色の違いが小さいほど、モノリシック ブラック効果は良くなり、その結果、対応する色精度値 (デルタ E) は低くなります。もちろん、ここで言及される色差は通常、垂直 (0°) 視野角での色の精度を指します。これは、視野角の変化に伴って発生する前述の色ずれとは異なります。
① 色精度試験手順：
ステップ 1 (カバー ガラスのインク領域): 色差計を使用して、LCD モジュールの CG カバー ガラス上のインク印刷領域の L、a、b 値をテストします。テスト ポイントは通常、CG インク領域の周囲に均等に分散されます。すべてのテスト ポイントの平均 L、a、b 値を計算し、それらを L1、a1、b1 として示します。
ステップ 2 (LCD アクティブ領域): 引き続き色差計を使用して、LCD モジュールのアクティブ領域 (AA) の L、a、b 値をテストします。 LCD AA 全体にテスト ポイントを均等に配置し、すべてのテスト ポイントの平均 L、a、b 値を計算し、それらを L2、a2、b2 として示します。
②色精度の推奨管理基準：
完全接合型 LCD 液晶ディスプレイ モジュールの場合、従来の完全接合型 LCD ディスプレイ モジュールの ΔE は ≤ 3 ～ 4 である必要があります。統合された黒の効果が必要な場合、ΔE < 2 の場合、統合された黒の効果は良好です。 Δ ≤ 1 の場合、優れた統合黒効果を達成できます。