技術(shù)探討 | 淺析LED顯示視覺效果
來源:利亞德 編輯:站臺(tái)丶 2023-08-02 09:27:22 加入收藏
LED顯示屏的優(yōu)越畫質(zhì)是色彩、亮度、對(duì)比度、灰度、防藍(lán)光輻射、密度等指標(biāo)的綜合體現(xiàn)。
色彩
眾所周知,顏色的集合是一個(gè)立體的圖形,換一個(gè)角度去看,把視角改為俯視,就能看到我們最熟悉的色域圖,三角形只是的立體圖形在平面中的投影。
色域存在著非常多的標(biāo)準(zhǔn),例如sRGB/NTSC/DCI-P3/ BT.709等。對(duì)于LED顯示屏而言,需要有嚴(yán)格的色坐標(biāo)規(guī)格。但是多數(shù)LED顯示屏沿習(xí)主波長(zhǎng)規(guī)格定義顏色的標(biāo)準(zhǔn),相同主波長(zhǎng)的顏色在色空間對(duì)應(yīng)于一條通過等能量點(diǎn)(0.333,0.333)的直線,而不是精準(zhǔn)的色點(diǎn)。
特別指出的是: 一般LED顯示屏只定義了色調(diào)維度,缺失另一個(gè)色飽和度維度。而色調(diào)、明度、色飽和度為顏色三要素,構(gòu)成的色立體分別代表了不同顏色、顏色明暗及色彩鮮艷度。
亮度
人眼具有非常寬的動(dòng)態(tài)范圍,從絕對(duì)鏡面高光到極端黑暗狀態(tài)。相比之下,LED顯示屏受制于驅(qū)動(dòng)芯片最小電流規(guī)格、顯示芯片峰值波長(zhǎng)與半峰寬匹配不夠,容易導(dǎo)致許多低灰顯示問題,例如:色飄、像素不均勻。
色階
LED的色階或灰階,是指亮度的明暗程度,灰階等級(jí)越高,色彩越豐富艷麗;反之,顯示顏色單一,變化簡(jiǎn)單。256級(jí)的黑白圖像可以顯示256種不同的黑白灰,而2級(jí)灰度則只能顯示純黑和純白兩種顏色。
LED多數(shù)采用PM技術(shù),即利用脈寬調(diào)制實(shí)現(xiàn)灰階控制,重復(fù)點(diǎn)亮,只有刷新率高于視覺惰性,才能無法感覺到圖像在抖。為讓LED顯示效果能夠符合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源同時(shí)又不損失灰度等級(jí),一般在LED顯示系統(tǒng)后級(jí)會(huì)做灰度數(shù)據(jù)的非線性變換(伽馬調(diào)制),變換后的數(shù)據(jù)位數(shù)會(huì)增加。
對(duì)比度
灰階類比溫度,我們把冰點(diǎn)定義為0℃,把水沸點(diǎn)定義為100℃,之間均等劃分為100份,每份是1℃。而對(duì)比度顧名思義就是差值。類似于一杯0℃冰水和一杯100℃開水,他們的對(duì)比溫度是100℃。
傳統(tǒng)LED顯示屏采用黑面LED燈珠、深黑面罩和深黑箱體框架等等材料、工藝,以降低顯示屏最黑亮度,提高對(duì)比度。
MLED以索尼Crystal LED “黑彩晶”為典型代表,它應(yīng)用了Micro LED芯片,理論上完全可以將點(diǎn)間距做到P0.4以下,但索尼的點(diǎn)間距卻是P1.26。業(yè)內(nèi)人士分析,故意留大的點(diǎn)間距,其目的就是保留足夠的黑區(qū),因此產(chǎn)品才會(huì)達(dá)到1,000,000:1的超高對(duì)比度。
在正裝LED芯片中,電極與鍵合線均在出光面,占據(jù)了一部分本該發(fā)光的面積,一定程度上會(huì)影響到LED芯片的出光角度與發(fā)光強(qiáng)度,且電極與鍵合線等金屬成分也會(huì)造成反射感,使“該亮的時(shí)候變暗”,降低顯示屏對(duì)比度。而倒裝芯片,無電極和焊線遮擋及反光,發(fā)光面積大、發(fā)光效率明顯優(yōu)于正裝芯片,讓“亮的更亮”,對(duì)比度通常就會(huì)高于正裝芯片。
有害藍(lán)光
380nm~440nm為可見光的一部分,如果100%消除顯示會(huì)呈現(xiàn)偏黃,因此只能通過消色等方式減少這部分波長(zhǎng)的輻射,如無380nm~440nm波長(zhǎng)的輻射,其結(jié)果表現(xiàn)為缺色,偏黃。所以有害藍(lán)光只能減少,不能消除。
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密度
LED顯示屏的清晰度是由分辨率決定的,分辨率則由燈珠的密度所決定,同一面積內(nèi)燈珠越小、燈珠越多其分辨率就越高,自然在顯示圖像時(shí)就越清楚。所以LED顯示屏一些大間距顯示畫面就不如小間距的清楚,但即使是最小間距的LED顯示屏,其清晰度仍然達(dá)不到液晶屏的高度,特別是在近距離觀看時(shí)會(huì)有馬賽克現(xiàn)象。
經(jīng)驗(yàn)公式: 能分辨的線對(duì)數(shù)越多,其能分辨每根線的寬度也越小,其分辨能力也越好,因此需要將點(diǎn)光源擴(kuò)充。
現(xiàn)行的一種工藝路線是單個(gè)球型面罩+單個(gè)RGB-LED燈珠,以矩陣排列的凸透鏡(燈罩)為成像介質(zhì),將LED的燈芯作為成像源投影成像,占空比由不足30%提升到80%以上,濾減了部分380nm~440nm波長(zhǎng)的輻射,但是這種技術(shù)將LED主動(dòng)成像轉(zhuǎn)化為被動(dòng)成像,銳度有損。目前點(diǎn)間距多數(shù)在P1.8~P4之間,主要應(yīng)用于SMD產(chǎn)品。
還有一種技術(shù): 運(yùn)用衍射和干涉的共同調(diào)制對(duì)LED進(jìn)行匯聚、發(fā)散、整合、均勻分配,LED的點(diǎn)光源受到衍射和位相延遲的共同調(diào)制分光成多個(gè)定量的光束,這些光束呈矩形排列組合成面光形狀的顯示像素,其填充率(發(fā)光面積與像素單元面積的比例)由不到30%提高到超過70%,將380nm~440nm波長(zhǎng)的輻射減少了40%,保留LED主動(dòng)成像特性,保持LED銳度不變。間距為P0.6~P2.0之間,應(yīng)用于SMD,COB,IMD產(chǎn)品。
MLED將成為大屏主角,隨著COG、MOB等技術(shù)的發(fā)展,視覺效果逐漸接近LCD顯示屏,在更大范圍內(nèi)突出圖像的深邃灰暗、明亮色譜等細(xì)節(jié),極大程度地保證了畫面色彩豐富度,為用戶帶來更好的觀看體驗(yàn)。
文|利亞德渠道研發(fā)部 鄭金龍
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