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Pruebas y criterios ópticos TFT-LCD
2026-06-03
Existen numerosos indicadores de rendimiento óptico para módulos de pantalla TFT-LCD. Los parámetros comunes incluyen luminancia, uniformidad de luminancia, relación de contraste, saturación y ángulo de visión. Los parámetros menos comunes incluyen la tasa de caída de la luminancia, la tasa de caída del contraste, el cambio de color, la uniformidad de la cromaticidad y la precisión del color. Este artículo se centra en explicar estos cinco indicadores menos comunes.
1.La relación de disminución de luminancia se refiere a la relación entre la luminancia de la pantalla blanca en un ángulo de visión específico y la luminancia de la pantalla blanca en el ángulo de visión perpendicular (0°) para un módulo LCD.
La relación de disminución de luminancia determina directamente la experiencia del usuario al ver el módulo LCD desde un lado. Una relación de disminución de luminancia alta puede hacer que el módulo LCD parezca "descolorido" o "tenue", degradando así la experiencia visual.
En el sector de las visualizaciones de automóviles, los conductores y los pasajeros suelen ver el módulo LCD de la consola central desde ángulos muy diferentes. Por lo tanto, es fundamental garantizar que el módulo LCD ofrezca una buena experiencia visual en todos los ángulos de visión.
① Procedimiento de prueba del índice de disminución de luminancia:
●Configuración ambiental: La prueba debe realizarse dentro de un cuarto oscuro, asegurando que la luz ambiental sea inferior a 1 lux.
●Estabilización térmica: Encienda el módulo LCD y cambie la pantalla a un patrón completamente blanco L255. Manténgalo funcionando durante más de 5 minutos para alcanzar un estado térmicamente estable (rendimiento óptico estabilizado).
●Medición de referencia (0⁰): Coloque la lente de prueba del medidor puntual perpendicularmente (90⁰) a la superficie del módulo LCD, permitiendo una desviación dentro de 1⁰. Alinee la lente con el centro del módulo a una distancia de 50 cm y registre el valor de luminancia del patrón blanco L255.
●Medición angular: Gire la plataforma de prueba secuencialmente hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha. Ajuste el ángulo de modo que la línea normal de la superficie del módulo LCD forme ángulos de 30⁰, 45⁰ y 60⁰ con la lente de prueba. Continúe registrando los valores de luminancia del patrón blanco L255 en estos ángulos respectivos.
Un índice de disminución de luminancia más bajo indica imágenes más claras y brillantes en un rango de visión más amplio, lo que resulta en un ángulo de visión más amplio. Actualmente, el estándar de control principal recomienda mantener la relación de disminución de luminancia en ≤70% para las cuatro direcciones (arriba, abajo, izquierda y derecha) en un ángulo de visión de 30⁰.
Por supuesto, cabe señalar los siguientes dos puntos:
●Dependencia angular: cuanto mayor sea el ángulo de observación (el ángulo entre el espectador y la dirección normal de la superficie del módulo LCD), mayor será la relación de disminución de luminancia.
●Impacto del material: Las diferentes selecciones de materiales dentro del módulo LCD, como el uso de APF, DBEF o películas de alto brillo que mejoran la luz, tienen un impacto significativo en la relación de disminución de luminancia.
2. La relación de disminución del contraste se refiere a la relación entre el contraste en un ángulo de visión específico y el contraste en el ángulo de visión perpendicular (0°) de un módulo LCD.
Cuanto mayor sea el contraste de un módulo LCD, más clara será la imagen, más fuerte será la sensación de profundidad y más vívidos serán los colores. Una mayor atenuación del contraste (o una relación de disminución del contraste más alta) significa que cuando se ve el módulo desde un lado, la imagen aparecerá "descolorida" o "borrosa/gris", lo que provocará que los detalles mostrados sufran una distorsión severa.
① Procedimiento de prueba de relación de disminución de contraste:
●Configuración ambiental: La prueba debe realizarse dentro de un cuarto oscuro, asegurando que la luz ambiental sea inferior a 1 lux.
●Estabilización térmica: Encienda el módulo LCD y cambie la pantalla a un patrón completamente blanco L255. Manténgalo funcionando durante más de 5 minutos para alcanzar un estado térmicamente estable (rendimiento óptico estabilizado).
●Medición de referencia (0⁰): Coloque la lente de prueba del medidor puntual perpendicularmente (90⁰) a la superficie del módulo LCD, permitiendo una desviación dentro de 1⁰. Alinee la lente con el centro del módulo a una distancia de 50 cm. Mida los valores de luminancia tanto del patrón blanco L255 como del patrón negro L0 y luego calcule la relación de contraste.
●Medición angular: Gire la plataforma de prueba secuencialmente hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha. Ajuste el ángulo de modo que la línea normal de la superficie del módulo LCD forme ángulos de 30⁰, 45⁰ y 60⁰ con la lente de prueba. Continúe midiendo los valores de luminancia del patrón blanco L255 y el patrón negro L0 en estos ángulos respectivos y calcule la relación de contraste.
Los valores de contraste medidos en diferentes ángulos y direcciones de visión se sustituyen en la fórmula de relación de disminución del contraste antes mencionada para calcular la relación de disminución del contraste en varios ángulos y direcciones de observación.
② Criterios de aceptación recomendados para la relación de disminución del contraste:
Actualmente, el estándar de control de la industria principal para módulos LCD recomienda mantener la relación de disminución del contraste en ≤70% para las cuatro direcciones (arriba, abajo, izquierda y derecha) en un ángulo de visión de 30⁰.
Por supuesto, la relación de disminución del contraste no sólo está relacionada con la relación de disminución de la luminancia analizada anteriormente, sino que también está significativamente influenciada por la selección del panel LCD y el polarizador. El objetivo principal es garantizar que el "estado negro" del módulo LCD permanezca "suficientemente negro".
3. Color Shift es una métrica que se utiliza para evaluar si un módulo LCD puede mostrar imágenes "reales" en ángulos de visión amplios. Se refiere a la diferencia de color observada en ángulos de visión grandes en comparación con el ángulo de visión perpendicular (0°). En la industria, JNCD (Diferencia de color apenas perceptible) se utiliza generalmente para caracterizar este cambio de color.
Imagine que varias personas ven el mismo módulo LCD desde diferentes ángulos; un cambio de color significativo haría que cada persona viera colores diferentes, comprometiendo así la coherencia de la experiencia visual. Incluso para un solo espectador, si el módulo muestra un cambio de color severo, la pantalla puede aparecer "amarillenta", "azulada" o "rojiza" cuando se ve desde un lado. Esta inconsistencia afectará negativamente la experiencia del usuario.
① Procedimiento de prueba de cambio de color:
●Configuración ambiental: La prueba debe realizarse dentro de un cuarto oscuro, asegurando que la luz ambiental sea inferior a 1 lux.
●Estabilización térmica: Encienda el módulo LCD y cambie la pantalla a un patrón completamente blanco L255. Manténgalo funcionando durante más de 5 minutos para alcanzar un estado térmicamente estable (rendimiento óptico estabilizado).
●Medición de referencia (0⁰): Coloque la lente de prueba del medidor puntual perpendicularmente (90⁰) a la superficie del módulo LCD, permitiendo una desviación dentro de 1⁰. Alinee la lente con el centro del módulo a una distancia de 50 cm. Mida las coordenadas de cromaticidad del punto blanco ( ′u′ , ′v′ ) del patrón blanco L255 según el estándar CIE 1976 y regístrelas como ′u1′ , ′v1′. ●Medición angular: Gire la plataforma de prueba secuencialmente hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha. Ajuste el ángulo de modo que la línea normal de la superficie del módulo LCD forme ángulos de 30⁰, 45⁰ y 60⁰ con la lente de prueba. Continúe midiendo las coordenadas de cromaticidad del punto blanco ( ′u′ , ′v′ ) del patrón blanco L255 según el estándar CIE 1976 y regístrelas como ′u2′ , ′v2′ .
Sustituya los valores medidos de las coordenadas u, v en diferentes ángulos de visión y acimutes en la fórmula de cálculo de cambio de color antes mencionada para calcular el cambio de color bajo varios ángulos de observación y acimutes.
② Criterios recomendados para el cambio de color:
Cuanto menor sea el cambio de color del módulo LCD (es decir, cuanto menor sea el valor JNCD), menor será la diferencia de color y, en consecuencia, mejor será la fidelidad de la reproducción del color.
Actualmente, según los principales estándares de prueba del mercado:
●Para las cuatro direcciones (arriba, abajo, izquierda, derecha) en un ángulo de visión de 30°, se recomienda controlar el cambio de color dentro de ≤3 JNCD.
●Para las cuatro direcciones (arriba, abajo, izquierda, derecha) en un ángulo de visión de 45°, se recomienda controlar el cambio de color dentro de ≤4 JNCD.
Generalmente, cuanto mayor sea el ángulo de visión, mayor será el cambio de color correspondiente.
4. Uniformidad del color
La uniformidad del color se refiere al grado de consistencia del color en las diferentes regiones de un módulo LCD, ya que inevitablemente existe alguna diferencia de color (aberración cromática) entre las diferentes posiciones. La uniformidad del color generalmente se caracteriza utilizando JNCD.
① Procedimiento de prueba de uniformidad del color:
●Entorno: El módulo LCD debe probarse en un entorno de cuarto oscuro, asegurándose de que la luz ambiental sea inferior a 1 lux.
●Estabilización: Encienda el módulo LCD, cambie el patrón de prueba a una pantalla completamente blanca (L255) y déjelo funcionar durante más de 5 minutos para alcanzar un estado térmicamente estable (estabilidad óptica).
●Configuración de medición:
--Puntos de prueba: Generalmente, los productos que varían de 5 a 7 pulgadas se configuran con 135 puntos de prueba, mientras que los productos de más de 7 pulgadas se configuran con 187 puntos de prueba.
--Equipo: Utilice un dispositivo de medición de área o un dispositivo de medición puntual para probar el rendimiento general de la superficie del módulo LCD.
Tamaño del punto: El diámetro de la apertura de prueba (punto) es de aproximadamente 1,56 mm.
●Antes de la prueba, confirme que el eje óptico de la lente de prueba esté alineado en un ángulo de 0° con la dirección normal del plano del módulo LCD (es decir, la lente de prueba está perpendicular al plano del módulo LCD a 90°, con una desviación permitida de 1°). Mantenga una distancia de 50 cm entre la lente de prueba y el módulo de visualización. Mida las coordenadas de cromaticidad del punto blanco (valores u, v) de todos los puntos en todo el módulo LCD bajo una pantalla completamente blanca (L255) basada en el espacio de color CIE 1976.
Sustituya los valores de las coordenadas u, v de todos los puntos de prueba dentro del área activa (AA) de la pantalla LCD en la fórmula de cálculo de uniformidad de color antes mencionada para calcular la diferencia de color entre dos puntos cualesquiera y entre dos puntos adyacentes cualesquiera entre todos los puntos de prueba.
② Criterios de control recomendados para la uniformidad de la cromaticidad:
Según los principales estándares de prueba y control actuales del mercado:
●Se recomienda controlar la diferencia de color entre dos puntos cualesquiera entre todos los puntos de prueba, denominados ∆u'v'-A, dentro de ≤3,75 JNCD (≤0,015).
●Se recomienda controlar la diferencia de color entre dos puntos adyacentes entre todos los puntos de prueba, denominados ∆u'v'-B, dentro de ≤1,5 JNCD (≤0,006).
5.Delta E se aplica generalmente a módulos LCD completamente laminados que tienen el requisito de "Negro monolítico". Se utiliza para evaluar la diferencia de cromaticidad entre el área de impresión de tinta del cubreobjetos del CG y el área activa (AA) de la pantalla LCD, lo que comúnmente se conoce como "diferencia de color".
Cuanto menor sea la diferencia de color entre el área de tinta del cubreobjetos CG y el área AA de la LCD, mejor será el efecto Negro monolítico y, en consecuencia, menor será el valor de precisión del color correspondiente (Delta E). Por supuesto, la diferencia de color mencionada aquí generalmente se refiere a la precisión del color bajo un ángulo de visión perpendicular (0°), que es diferente del cambio de color discutido anteriormente que ocurre cuando cambia el ángulo de visión.
① Procedimiento de prueba de precisión del color:
Paso 1 (Área de tinta del cubreobjetos): Utilizando un medidor de diferencia de color, pruebe los valores L, a, b del área de impresión de tinta en el cubreobjetos CG del módulo LCD. Los puntos de prueba generalmente se distribuyen uniformemente alrededor de la periferia del área de tinta CG. Calcule los valores promedio de L, a, b de todos los puntos de prueba y denotéelos como L1, a1, b1.
Paso 2 (Área activa LCD): Continúe usando el medidor de diferencia de color para probar los valores L, a, b del área activa (AA) del módulo LCD. Distribuya los puntos de prueba uniformemente en la LCD AA, calcule los valores promedio de L, a, b de todos los puntos de prueba y denotéelos como L2, a2, b2.
② Criterios de control recomendados para la precisión del color:
Para módulos de pantalla LCD de cristal líquido totalmente adheridos, el ΔE de los módulos de pantalla LCD totalmente adheridos convencionales debe ser ≤ 3-4; si existe un requisito para un efecto negro integrado, cuando ΔE < 2, el efecto negro integrado es bueno; cuando Δ ≤ 1, se puede lograr un excelente efecto negro integrado.