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行业知识

LED屏色差与亮度差产生原因及解决方法


LED大屏幕在亮度和色度上的不一致会造成画面的亮度差和色度差,通常表现为画面的某一部分特别亮或特别暗,即所谓的马赛克、花屏现象。单从个体上来说,色差和亮度差出现的原因主要源于 LED 固有的物理特性离散性,即由于制造工艺的原因,每个 LED 的光电参数不可能一致,即使是同一批次,其亮度也可能存在 30%~50%的偏差,而主波长相差一般也达到 5nm 以上。

由于 LED 是自发光体,并且发光强度在一定范围内与提供给它的电流成正比,因此在电路的设计、制作、安装和调试过程中通过合理控制驱动电流,可以尽量减小亮度差,以平均值作为标准值来计算,应小于 15%~20%。综上所述,色差主要是源于 LED 之间的波长差异,而波长是固定的光学参数,后期无法改变。因此可以说,色差是由 LED 个体之间的光电学物理特性差异造成的,最有效和直接的方法是:只要在一块显示屏上采用差异性足够小的 LED,完全可以解决色差问题。

为此采用了以下解决方案

(1)选用同一批次的 LED。操作简单、成本不高,很大程度上可以有效控制差异性,保证色度一致,基本能够满足大多数 LED 大屏幕生产企业的实际需要。

(2)进行分光分色筛选(采用专业的分光分色机)。实践证明,以此进行筛选的效果非常好,不仅对色差进行了有效控制,并且通过对相同电压(或电流)下光强的分选,达到了亮度一致性的控制要求。事实上,方案一中选用的同一批次 LED,除了是由于生产原料、时间及环境相似之外,也主要是依靠 LED 生产商在出厂之前对其进行了分光分色筛选。根据国家标准和行业规范,按各基色主波长实际值与标称值的误差△λ将显示屏分为了 A、B、C 三级。可以看出,即使是等级最高的 C级显示屏,使用的 LED 也允许最多有 5nm 的波长范围,达到了人眼感觉不到色差的要求。因此,理论上,进行分光分色筛选时,只要阈值范围控制在 5nm 以内,即可满足对色差的控制条件。