目前,主流的顯示屏產品以TFT-LCD與AMOLED的應用為普遍。從顯示技術來看,TFT-LCD是非主動發光方式,以其成本較低、可實現多像素化、抑制串擾和對比度高、亮度高響應時間快等特點廣泛被應用于手機、電腦、平板顯示、汽車導航等終端產品。主動發光型AMOLED以其廣,可顯示鮮艷的圖像,在近幾年逐漸走入顯示產品市場,但其亮度低、壽命短的問題還是制約了AMOLED的大規模的應用。除了AMOLED屬于主動反光的形式,如今的QDLCD和傳統的LCD都是背光源發光,所以無論是TFT-LCD或是AMOLED屏,解決好其顯示亮度、色度、、均勻性,2.5d測量儀維護,對比度之間的問題,是為終端顯示良品評估檢測所必須的技術前提。其中背光模組的亮度與色度的均勻性直接影響顯示屏的終顯示效果。
對應顯示性能(包括亮度、對比度、視角、響應時間、等參數)的檢測,大部分背光模組生產商在檢測的階段會采用點式亮度計搭載測量平臺的方案,以點式亮度計搭配自動旋轉測量平臺測若干個點的亮度和色坐標等參數,然后進行均勻性與的計算及分析。然而,點式亮度計在測量時存在一定的優點與缺點。譬如說,點式亮度計測量精度更高,但取點花費的時間較長。 中小尺寸顯示屏的測量對檢測效率有較高要求,對一些產量較大的企業,只用點式亮度計顯然不能滿足日常檢測負荷。
研究與實驗
對于顯示屏效果評估,2.5d測量儀廠家,不應只局限于定點的測量,2.5d測量儀維修,建議背光模組或顯示屏、觸摸屏生產商考慮引入二維色彩亮度計對整塊背光模組或者LCD全局進行測量。同時,采用精度較好的點式亮度計保證測量數據的準確性。需要注意的是,二維色彩亮度計應當嚴謹地按照CIE的視覺效率函數V(λ)與人眼配色函數曲線計算,采用XYZ的濾光學儀器較一般的RGB彩色攝相機的測量結果與人眼視覺效果更加匹配。 二維色彩亮度計雖屬濾光片式,自貢2.5d測量儀,但由于其CCD探測器不同且具有大視場, 可以對被測顯示屏每個像素點的亮度與色度進行評估,這給研發生產人員在背光模組設計、觸控屏的整體效果分析提供極大的支持。
為了更好地說明點式亮度計與二維色彩亮度計兩者在顯示效果評估中的應用,了解兩種測量方法的特點。本文引入了對比實驗,分別用點式色彩亮度計CS-2000與二維色彩亮度計CA-2500搭配XY軸平臺測量樣品。以測量同一塊LED背光模組為例,在同等測量距離下選取相同位置的測量點做數據比對以驗證面測方法的可行性。
在實驗中,我們首先采用柯尼卡美能達的分光輻射亮度計CS-2000,安置在帶XY軸的測試平臺內測量LED背光模組(尺寸53mm ?87.3 mm)保證測量條件設置如下:
1) 在照度值小于0.01lx的暗箱環境下測量;
2) 環境溫度23℃,相對濕度65%
3) 校準儀器的水平與垂直方位,檢查亮度計是否處于水平和垂直于樣品進行測量;
4) 保證亮度計與該背光模組樣品的垂直距離為500mm
5) 選擇1°測量角,樣品的實際測量點大小為?7.78mm
6) 測試點(行?列):3?3 個
7) 點亮背光10分鐘,待穩定后開始測量
8) 測量項目包括:亮度Lv,色坐標xy,相關色溫Tcp
9) 分析結果包括:亮度均勻性對比(%), 色溫均勻性對比(%),每個點的數據偏差(%)
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由于側重點不同,各國制造商和計量標準部門對三坐標測量機提出了若干份計量標準。在各國的標準中,所推薦使用的標準器也是不完全相同,可以根據測量目的和要求加以選擇。
標準三坐標測量機所用的標準器種類繁多,在周期校準中,通常采用的標準器是雙屏激光干涉儀、量塊、步距規等。在中間檢查中通常采用的標準器是量塊、步距規、球板、孔板、標準球、球棒、環規、3D標準器等。下面介紹常用的三種標準器。
一、量塊
量塊是對三坐標測量儀進行示值誤差校準時常用的實物標準器。它的優點是使用廣泛、安裝操作簡便、溯源能力強、準確度高;缺點是測量時間長、大測量長度只有1m。
用量塊測量時,需將選取的不同長度的量塊安裝在專用支架上,使量塊的方向與要測量的軸或空間方向一致。專用支架上有可調節的支撐點,安裝量塊時應該注意將量塊支承在離兩端0.2113L(L為量塊長度)的支承位置上,以保證量塊的兩個測量面相互平行。
測量結果中應引入標準量塊修正量和溫度偏離20℃時的溫度修正。
二、球板
標準規范中引入了球板作為長度測量不確定度評 價的一種可選擇的工具。它的優點是操作簡便、快速,溯源能力強,球板是二維標準器,可獲得比一維標準器更豐富的信息,如對25個球的球板進行測量,可以得 到300個長度測量值,對25個球的球板進行兩個相交位置的測量將得到600個測量數據。通過球心距的測量可以計算得到三坐標測量機所有幾何參數。球板的 校準方法并不復雜,但校準的不確定度比量塊差,同時球板的大和小長度尺寸受到限制。球板對較低準確度的中小型坐標測量機是可選的標準器。
使用球板作為標準器,是通過計算點間距離進行長度測量示值誤差的校準。
常用的球板為5行x5列,240mmx240mm,332mmx332mm,532mmx532mm。大的球板可制成1mx1m,有17行x17列標準球。球板為鋼制材料,標準球為陶瓷材料制成,通過液氮冷卻技術將陶瓷卡緊固定。標準球在球板的兩面均可探測到。
三、雙頻激光干涉儀
雙頻激光干涉儀是一種高準確度、便攜式的干涉測量儀器。由于其信號的抗干擾能力較強,結構緊湊、信號穩定,不僅可在實驗室條件下使用,也適用于車間現場, 其測量長度可達十幾米乃至幾十米。此外,它的使用范圍也廣泛,除測長外,如配以相應的光學附件,還可以進行直線度、小角度、平面度、速度、平行度的測量, 也可以用來校準三坐標測量機三個運動方向的垂直度等。是精密機械、船舶和飛機制造業中大尺寸精密測量的不可缺少的精密儀器,技術相當成熟。
雙頻激光干涉儀的特點是測量準確度高,儀器固有系統誤差僅 為0.1Lum(L為測量長度,單位是m),測量范圍大,測量數據豐富,適合測量三坐標測量機各項幾何誤差。但設備昂貴需要專門配備,技術性強,對操作人 員要求高,較費時,并且對測量任務不能直接溯源,較適合三坐標測量機的出廠驗收檢測和對大型三坐標測量機示值誤差的附加校準。
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