技術(shù)探討 | 淺析LED顯示視覺(jué)效果

　　LED顯示屏的優(yōu)越畫(huà)質(zhì)是色彩、亮度、對比度、灰度、防藍光輻射、密度等指標的綜合體現。

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(zhù)非常多的標準，例如sRGB/NTSC/DCI-P3/ BT.709等。對于LED顯示屏而言，需要有嚴格的色坐標規格。但是多數LED顯示屏沿習主波長(cháng)規格定義顏色的標準，相同主波長(cháng)的顏色在色空間對應于一條通過(guò)等能量點(diǎn)(0.333，0.333)的直線(xiàn)，而不是精準的色點(diǎn)。

　　特別指出的是： 一般LED顯示屏只定義了色調維度，缺失另一個(gè)色飽和度維度。而色調、明度、色飽和度為顏色三要素，構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，從絕對鏡面高光到極端黑暗狀態(tài)。相比之下，LED顯示屏受制于驅動(dòng)芯片最小電流規格、顯示芯片峰值波長(cháng)與半峰寬匹配不夠，容易導致許多低灰顯示問(wèn)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，灰階等級越高，色彩越豐富艷麗;反之，顯示顏色單一，變化簡(jiǎn)單。256級的黑白圖像可以顯示256種不同的黑白灰，而2級灰度則只能顯示純黑和純白兩種顏色。

　　LED多數采用PM技術(shù)，即利用脈寬調制實(shí)現灰階控制，重復點(diǎn)亮，只有刷新率高于視覺(jué)惰性，才能無(wú)法感覺(jué)到圖像在抖。為讓LED顯示效果能夠符合傳統數據源同時(shí)又不損失灰度等級，一般在LED顯示系統后級會(huì )做灰度數據的非線(xiàn)性變換(伽馬調制)，變換后的數據位數會(huì )增加。

對比度

　　灰階類(lèi)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℃。而對比度顧名思義就是差值。類(lèi)似于一杯0℃冰水和一杯100℃開(kāi)水，他們的對比溫度是100℃。

　　傳統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，提高對比度。

　　MLED以索尼Crystal LED “黑彩晶”為典型代表，它應用了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，因此產(chǎn)品才會(huì )達到1,000,000:1的超高對比度。

　　在正裝LED芯片中，電極與鍵合線(xiàn)均在出光面，占據了一部分本該發(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)光強度，且電極與鍵合線(xiàn)等金屬成分也會(huì )造成反射感，使“該亮的時(shí)候變暗”，降低顯示屏對比度。而倒裝芯片，無(wú)電極和焊線(xiàn)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”，對比度通常就會(huì )高于正裝芯片。

有害藍光

　　380nm～440nm為可見(jiàn)光的一部分，如果100%消除顯示會(huì )呈現偏黃，因此只能通過(guò)消色等方式減少這部分波長(cháng)的輻射，如無(wú)380nm～440nm波長(cháng)的輻射，其結果表現為缺色，偏黃。所以有害藍光只能減少，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L(fǎng)ED顯示屏一些大間距顯示畫(huà)面就不如小間距的清楚，但即使是最小間距的LED顯示屏，其清晰度仍然達不到液晶屏的高度，特別是在近距離觀(guān)看時(shí)會(huì )有馬賽克現象。

　　經(jīng)驗公式： 能分辨的線(xiàn)對數越多，其能分辨每根線(xiàn)的寬度也越小，其分辨能力也越好，因此需要將點(diǎn)光源擴充。

　　現行的一種工藝路線(xiàn)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(cháng)的輻射，但是這種技術(shù)將LED主動(dòng)成像轉化為被動(dòng)成像，銳度有損。目前點(diǎn)間距多數在P1.8～P4之間，主要應用于SMD產(chǎn)品。

　　還有一種技術(shù)： 運用衍射和干涉的共同調制對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(guò)70%，將380nm～440nm波長(cháng)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，應用于SMD，COB，IMD產(chǎn)品。

　　MLED將成為大屏主角，隨著(zhù)COG、MOB等技術(shù)的發(fā)展，視覺(jué)效果逐漸接近LCD顯示屏，在更大范圍內突出圖像的深邃灰暗、明亮色譜等細節，極大程度地保證了畫(huà)面色彩豐富度，為用戶(hù)帶來(lái)更好的觀(guān)看體驗。

文|利亞德渠道研發(fā)部 鄭金龍