一种全温下残影评价的测试系统研究

袁烨 李静 潘立豹 孙勇 王松滨

摘 要：针对残影测试使用点式亮度计无法满足测试要求，面式亮度计价格昂贵且高温测试不易推广的问题，提出了一种新的残影测试系统。通过该系统对同样的样品和面亮度计进行对比测试，测试精度较高，测试误差小，测试结果一致性较好。该系统主要由电脑、光信号探测器、光电信号处理模块3部分组成，该系统可以对显示产品进行常温、高温的残影测试，系统性能可靠、操作简便、测量精度高、价格便宜，并且解决了目前高温残影测试无法定量的问题，适用于特殊环境下的残影测试评价。

关键词：残影；亮度计；对比率；高温

中图分类号：O436 文献标志码：A

Abstract：In view of the problem that the use point luminometer can not meet the test requirements， the surface luminance meter is expensive and the high temperature test is not easy to be popularized， a new residual shadow testing system is put forward. Through the system， the same sample and surface luminance meter are compared and tested， the test accuracy is high， the test error is small， and the test result is one. The sex is good. The system consists of three parts： the computer， the light signal detector and the photoelectric signal processing module. The system can test the display products at normal temperature and high temperature. The system has reliable performance， easy operation， high measurement precision and cheap price， and it can solve the problem that the present high temperature shadow test can not be quantified. The evaluation of residual shadow test in special environment.

Keywords：Residual image； luminance meter； contrast ratio； high temperature

0 引言

薄膜場效应晶体管型液晶显示屏（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD），因其可以高速、高亮、高对比度显示屏幕信息，被广泛应用于笔记本电脑、桌面显示器、液晶电视、移动显示终端等领域。而随着人们对显示质量的要求不断提高，液晶面板存在的显示问题——残影，是业界持续改善的一项重要不良。当液晶显示器长时间停留于某一画面再切换到另一画面时，原有画面形成影像残留，称为“残影”。

引起残影的现象有很多，当液晶组分或取向膜稳定性较差时，由于离子吸附构成内建电场容易形成残影，而当驱动信号产生非对称直流成分或一定程度的TFT漏电流时，也会形成残影。现有主流残影的发生机理中，主要包括两个因素，一个是液晶面板中包括的离子型不纯物，第二是形成偏置电压，二者缺一不可。

残影现象很难消除，因此针对残影进行测试评价是业内须解决的问题，VESA305—2标准针对残影测试提出了方法，但对测试仪器的选择没有规定。该方法要求在1min之内数据采集完毕，由于黑场亮度比较低，在实际的测试过程中，使用辐射式亮度计测试时间非常长，可以达到2min测试一个点，无法满足测试要求，另外，有些产品的残影在不同位置，无法及时进行测试。使用面亮度计可以针对整个面进行同时测试，但面亮度计价格昂贵，且不能进行高温下测试，鉴于这种情况，提出了一种新的残影测试系统，该系统最多可以同时对16个点进行测试。

1 残影评价试验

1.1 残影评价

按照VESA305—2标准，测试点位置和残影评价图像分别如图1和图2所示。残影评价公式见（1），其中公式（1）代表黑场残影残留。

RB=max[（LB0（KB1+KB2），KB0（LB1+LB2）]/min[（LB0（KB1+KB2），KB0（LB1+LB2）] ……（1）

式中：

RB——黑场残影的对比度，无量纲。

LB0——黑场P0点的亮度，单位为cd/m2。

LB1——黑场P1点的亮度，单位为cd/m2。

LB2——黑场P2点的亮度，单位为cd/m2。

KB0——显示棋盘格图像1h后黑场P0点的亮度，单位为cd/m2。

KB1——显示棋盘格图像1h后黑场P1点的亮度，单位为cd/m2。

KB2——显示棋盘格图像1h后黑场P2点的亮度，单位为cd/m2。

该方法要求在1min之内数据采集完毕，由于黑场亮度比较低，在实际的测试过程中，使用辐射式亮度计测试时间非常长，可以达到2min测试一个点，无法满足测试要求，另外，有些产品的残影在不同位置，无法及时进行测试；使用面亮度计可以针对整个面进行同时测试，但面亮度计价格昂贵，且不能进行高温下测试。

1.2 残影评价测试系统

如图3、图4所示，包括电脑、光信号探测器、光电信号处理模块。电脑用于显示测试产品的亮度和色坐标，光信号探测器用于获取待测产品的辐射强度，光电信号处理模块用于将光信号探测器探测的光信号经过处理转换成亮度和色坐标。

2 实验

2.1 样品实验

此次试验选取了两种不同尺寸、不同原理的液晶显示器，分别记为样品A和样品B，其中样品A整个产品上都存在残影，样品选取了3个；样品B残影主要在产品的中心位置，样品选择了5个。

2.2 实验条件及过程

残影测试使用面亮度计，设备示意图如图5所示，试验时，常温条件下先使用面亮度对残影进行测试，然后再使用残影测试系统对样品进行残影测试。高温条件下，使用面亮度计对残影进行测试时，将试验箱门打开（试验箱的玻璃由于反射、折射的原因，直接隔着玻璃测试，会导致很大的误差）进行测试，这种方法对试验箱伤害较大，不建议使用；残影测试系统的光信号探测器（温度可以从-50℃～70℃）直接放入试验箱中，光电信号处理模块和电脑放在试验箱外，高温试验温度是65℃。

针对样品A，取样方法如图6所示（3个点作为1个区域），如图7所示，取4个区域（分别标识1、2、3、4）进行测试，样品B，取中间的区域，如图6所示，针对每个测试区域按照公式（1）进行试验和计算残影。

3 结果与分析

对于样品A，样品编号分别是101～103，常温和高温下分别用面亮度计和残影测试系统进行测试，测试数据见表1-表6。通过表1～表6可以得知，针对样品A，无论是常温还是高温，使用面亮度计测试的残影对比率和使用残影测试系统测试的残影对比率数据基本上一致。对于样品B，样品编号分别是201～205，常温和高温下分别用面亮度计和残影测试系统进行测试，测试数据见表7～表8。

通过表7～表8可以得知，針对样品B，无论是常温还是高温，使用面亮度计测试的残影对比率和使用残影测试系统测试的残影对比率数据基本上一致。

结论

针对残影测试使用点式亮度计无法满足测试要求，面式亮度计价格昂贵且高温测试不易推广的问题，提出了一种新的残影测试系统。通过该系统对同样的样品和面亮度计进行对比测试，测试精度较高，测试误差小，测试结果一致性较好。同时该系统可以对显示产品进行常温、高温的残影测试，系统性能可靠、操作简便、测量精度高、价格便宜，并且解决了目前高温残影测试无法定量的问题，适用于特殊环境下的残影测试评价。

参考文献

[1]金伟其，胡威捷.辐射度、光度与色度及其测量[M].北京：北京理工大学出版社，2006.