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LCD の輝度均一性は、ディスプレイのアクティブ領域全体に輝度がどの程度一貫して分布しているかを表します。画面の中心では指定された明るさが得られますが、一部の領域ではより明るく表示され、他の領域ではより暗く表示される場合があります。
産業用ディスプレイ の場合、この違いは単色の背景、インターフェイス グラフィックス、および画像の外観に影響を与える可能性があります。したがって、輝度の均一性は、カスタム LCD モジュールを選択または開発するときに評価する重要なパラメータです。
ただし、均一性の値だけでは表示品質を完全には説明できません。測定方法、バックライトのアーキテクチャ、光学コンポーネント、および意図された用途はすべて、結果をどのように解釈すべきかに影響します。
LCD の輝度均一性は、アクティブな表示領域全体に輝度がどの程度均一に分布しているかを示します。これは通常、最高および最低の輝度測定値から計算されたパーセンテージとして表されます。
表面全体にわたって一貫した輝度を備えたディスプレイは、一般に、より均一な視覚的外観を示します。均一性が低いと、特に白やその他の単色を表示する場合に、明るい領域、暗い隅、または不均一な背景が目立つことがあります。
明るさと明るさの均一性は、次の 2 つの異なる特性を表します。
明るさ: ディスプレイの輝度レベル。通常、ニットとも呼ばれるカンデラ/平方メートル (cd/m²) で測定されます。
輝度均一性: 表示領域全体の輝度の一貫性。定義された測定方法に基づいてパーセントで表されます。
たとえば、2 つの LCD モジュールの標準輝度は両方とも 500 cd/m² ですが、一方の均一性は 85% で、もう一方の均一性は 75% である可能性があります。全体的な明るさの仕様は同じですが、輝度分布が異なります。
この区別は、産業用 HMI システム、 医療機器、組み込み端末、および一貫した視覚的プレゼンテーションが重要なその他のアプリケーションのディスプレイを評価する場合に重要です。
一般的な方法は、測定された最小輝度を測定された最大輝度で割ることによって輝度の均一性を計算します。
式：
均一性 (%) = (Lmin / Lmax) × 100%
どこ：
U = 輝度均一性
Lmin = 指定されたテスト ポイント全体で測定された最小輝度
Lmax = 指定されたテスト ポイント全体で測定された最大輝度
LCD モジュールが均一性テスト中に次の輝度測定値を生成するとします。
測定パラメータ | 価値 |
|---|---|
最大輝度 | 500cd/平方メートル |
最小輝度 | 400cd/平方メートル |
輝度均一性 | 80% |
計算は次のとおりです。
U = 400 ÷ 500 × 100% = 80%
測定された輝度均一性は 80% でした。
結果が大きいほど、この計算方法で測定された最も明るい点と最も暗い点の差が小さいことを示します。 100% の結果は、含まれるすべての測定ポイントが同じ測定輝度を持つことを意味します。
均一性のパーセンテージとディスプレイの輝度仕様を区別することが重要です。 80% の均一性という結果は、スクリーンが定格輝度の 80% で動作すること、または表面の 80% が特定の輝度レベルを満たすことを意味するものではありません。
計算は、選択した測定点によっても異なります。 1 つのテスト レイアウトから得られた結果は、別のレイアウトまたは評価方法を使用して得られた結果と自動的に比較されるべきではありません。
LCD の輝度均一性は通常、アクティブ表示領域 (AA) にわたる複数の場所で輝度を測定することによって評価されます。実際の LCD モジュール評価には 9 点測定法が広く使用されています。
この方法では、表示領域全体に分布する 4 つのコーナー領域、4 つのエッジ領域、および中央の 9 つの位置で輝度が測定されます。測定値は、指定された評価式に基づいて輝度均一性を計算するために使用されます。
正確な測定点の位置は、該当する製品仕様またはテスト手順に従う必要があります。の場合 カスタム LCD モジュール、測定レイアウトではディスプレイの寸法、アクティブ領域、測定機器を考慮する必要がある場合があります。
測定方法は、LCD モジュールの物理的寸法に適している必要があります。同じ 9 点の概念を異なる画面サイズに適用できますが、実際の測定条件は異なる場合があります。
小型 LCD モジュール: アクティブな表示領域により、測定に必要なスペースが少なくなります。測定値に非表示領域が含まれないように、測定器のスポット サイズと各測定点と AA 境界の間の距離を考慮する必要があります。
大型 LCD モジュール: アクティブ領域が大きいため、測定の余地が広がりますが、より広い表面にわたって輝度の変動が発生する可能性があります。 9 点法では、中心、端、隅の領域を実際に評価できます。局所的な輝度変動のより詳細な評価が必要な場合は、追加の測定が適切な場合があります。
測定レイアウトは、評価対象の製品に対して一貫して定義する必要があります。測定位置が異なると均一性の結果も異なる可能性があるため、サンプルを比較したり生産品質を検証したりする場合、試験方法は一貫したものでなければなりません。
意味のある再現可能な結果を保証するには、いくつかの条件を制御する必要があります。
テスト パターン: 全画面の白色パターンは、輝度分布を評価するために一般的に使用されます。
バックライト設定: すべての測定ポイントでバックライトの動作条件を一定に保ちます。
安定化: 該当するテスト手順に従って、ディスプレイが安定した動作状態に達するようにします。
測定機器: 適切な輝度計を使用し、その測定スポットが選択した場所に適切であることを確認します。
観察方向: 測定角度を定義し、それを一貫して維持します。
周囲条件: 輝度測定値に影響を与える可能性のある迷光や反射を制御します。
テスト構成: 測定を LCD モジュールのみに適用するか、タッチスクリーン、カバー レンズ、光学接着を含むアセンブリ全体に適用するかを指定します。
これらの条件は、輝度均一性の結果が有意義で比較可能なものであることを確認するのに役立ちます。 9 点法は輝度分布の実用的な評価を提供しますが、必ずしもディスプレイ全体の局所的な明るい領域または暗い領域をすべて識別できるわけではありません。
明るさの均一性は、単一のコンポーネントではなく光学システム全体に依存します。いくつかの要因が輝度の変動に寄与する可能性があります。
LED の数、間隔、位置、動作条件は、バックライト システムへの光の入り方と広がり方に影響を与えます。
エッジライト設計では、LED が導光板の端から光を注入します。結果として得られる輝度分布は、LED の配置、ライトガイドの設計、光学フィルム、混合特性によって異なります。光学システムは光を再分配するように設計されているため、LED に最も近い領域が常に最も明るいとは限りません。
直下型バックライトは、表示領域の後ろに配置された LED を使用します。それらの間隔、光学的距離、拡散設計も均一性に影響します。
エッジライト型 LCD モジュールでは、導光板が LED からの光を表示領域全体に分配します。その抽出パターンは、光の伝播の変化を補償し、より一貫した出力を生成するように設計されています。
パターンはバックライトの寸法、LED の配置、光学スタックに一致する必要があります。 1 つのモジュール サイズまたは構成に最適化された設計は、それらのパラメーターが変化すると同じ分布を実現できない可能性があります。
拡散シートおよびその他の光学フィルムは、光を再分配し、バックライトの出力特性を制御するのに役立ちます。
それらの光学特性、位置合わせ、表面状態、および組み立て品質は、最終的な輝度分布に影響を与える可能性があります。光学層を追加または変更すると、輝度効率や光学性能の他の側面に影響を与えながら、1 つの特性が改善される可能性があります。
機械設計も光学的一貫性に影響を与えます。コンポーネントの位置、圧力、間隔、または組み立てが変化すると、光がバックライトとディスプレイスタックを通過する方法が変化する可能性があります。
したがって、カスタム LCD モジュールの場合は、ベゼル、支持構造、接合構成、および利用可能なスペースを光学設計と並行して考慮する必要があります。
バックライトの出力は、動作温度、駆動条件、コンポーネントの変動によって変化する可能性があります。モジュール設計が変更されていない場合でも、異なる条件下で測定を行うと、異なる結果が生じる可能性があります。
広い動作温度範囲または要求の厳しいデューティサイクルを伴うアプリケーションの場合、均一性は、対象となる製品に関連する条件下で評価する必要があります。
輝度均一性の重要性は、表示内容や使用環境によって異なります。
産業用 HMI および組み込み機器: 大きな白い背景、パラメータ画面、または均一な色のインターフェイス領域では、輝度ムラが目立つ場合があります。必要なレベルは、読みやすさ、周囲の照明、視聴距離と併せて考慮する必要があります。
医療機器: 画像、チャート、または視覚情報を表示するアプリケーションでは、輝度分布を注意深く制御する必要がある場合があります。適切な許容基準は、デバイスの使用目的と該当するパフォーマンス要件によって異なります。均一性だけでは診断表示のパフォーマンスは確立されません。
屋外および 高輝度ディスプレイ: 輝度が高いと、強い周囲光の下での視認性が向上しますが、均一性が自動的に確保されるわけではありません。バックライトの設計と光学性能は個別に評価する必要があります。
自動車およびモバイル機器: ディスプレイは、温度や照明条件の変化に応じて動作する必要がある場合があります。均一性の要件は、視野角性能、明るさ、コントラスト、環境信頼性とともに評価する必要があります。
一般に均一性の値は高いほど望ましいですが、目標はパーセンテージだけではなく、アプリケーションと完全なディスプレイ仕様によって決定する必要があります。
すべての LCD アプリケーションに適切な単一の均一性しきい値はありません。要件は、製品の設計、測定方法、観察条件、顧客の期待によって異なります。
該当するの場合 FANNAL製品 、規定されている内部輝度均一性要件は少なくとも 80% です。正確な合格基準は、関連する製品仕様とテスト条件に照らして確認する必要があります。
均一性の仕様を評価するときは、次の点を考慮してください。
計算方法： 結果が輝度の最小値から最大値までを使用するか、他の評価方法を使用するかを確認します。
測定レイアウト： 測定点の数と分布を確認します。
テストされたアセンブリ: 測定が裸の LCD モジュールをカバーするか、ディスプレイ アセンブリ全体をカバーするかを確認します。
動作条件: バックライトの設定、安定化条件、測定方向、および関連する環境要件を確認します。
許容基準: 記載された値が最小要件であるか、典型的な結果であるか、または特定の製品構成の目標であるかを判断します。
「輝度均一性 ≥ 80%」などの仕様は、定義されたテスト手順を伴う場合にさらに役立ちます。この情報がなければ、同じ数値しきい値を使用しても、異なる製品間で直接比較できる結果が得られない可能性があります。
カスタム ディスプレイを開発する場合、輝度の均一性は、最終検査時のみではなく、光学設計および機械設計の段階で考慮する必要があります。
実際の仕様では 4 つの領域に対応する必要があります。
1. パフォーマンス目標を定義します。 アプリケーションの視覚要件、画面寸法、および動作環境に応じて、必要な均一性レベルを確立します。
2. 測定方法を指定します。 測定レイアウト、計算式、テストパターン、測定機器の要件を定義します。顧客が特定の規格またはテスト手順を必要とする場合は、それを明示的に指定します。
3. 完全な光学構成を評価します。 LEDの配置、導光板、拡散板、光学フィルム、ディスプレイの寸法、機械構造を合わせて検討してください。光学スタックの一部を変更すると、均一性と全体の明るさの両方に影響を与える可能性があります。
4. 受け入れ条件を確立します。 関連するバックライト設定、安定化条件、テスト済みアセンブリ、および許容しきい値を文書化します。広い温度範囲で動作する製品の場合は、指定された動作条件下で追加のテストが必要かどうかを判断してください。
これらの手順は、製造前にディスプレイの設計、検証プロセス、顧客の期待を調整するのに役立ちます。
LCD の輝度均一性は、アクティブな表示領域全体に輝度がどのように均一に分布しているかを表す重要な光学パラメータです。通常、最小輝度と最大輝度の読み取り値を使用して計算されますが、結果は測定レイアウトとテスト条件によって異なります。
明るさの不均一は、バックライトの構造、導光板、光学フィルム、機械的アセンブリ、および動作条件に起因する可能性があります。カスタム LCD モジュールの場合、均一性を個別の仕様として扱うよりも、これらの要素をまとめて評価する方が効果的です。
FANNAL は、産業用途やその他の要求の厳しい用途向けに カスタマイズされたディスプレイおよびタッチ ソリューションを提供します 。新しいディスプレイ モジュールを定義する場合、お客様は、輝度、視野角、動作温度、機械的制約、最終アプリケーションの要件に加えて、輝度の均一性を考慮する必要があります。
いいえ。輝度の均一性は、表示領域全体の輝度の一貫性を表します。明るさの精度は、測定された明るさの値が指定されたターゲットとどの程度一致するかに関係します。ディスプレイの輝度は均一であっても、意図したターゲットとは異なる輝度レベルを提供することがあります。
はい。 2 つのモジュールは同じ定格輝度または標準輝度を持つことができますが、輝度分布は異なります。バックライトのアーキテクチャ、光学コンポーネント、機械設計、製造上のばらつきはすべて、均一性に影響を与える可能性があります。
いいえ、画面サイズだけで均一性が決まるわけではありません。ディスプレイが大きくなると、光学的および機械的な設計にさまざまな考慮事項が必要になりますが、結果はバックライト システム、配光、光学スタック、および製造品質によって異なります。
必ずしもそうとは限りません。バックライトの駆動レベルを上げると全体の輝度が上がる可能性がありますが、不均一な輝度分布は本質的に補正されません。均一性は、単に総光出力だけではなく、アクティブ領域全体に光がどのように分布するかによって決まります。
選択は検証する仕様によって異なります。 LCD モジュールをテストすると、定義された構成での光学性能を評価するのに役立ちます。タッチスクリーン、カバーレンズ、光学接着などの完全なアセンブリをテストして、統合製品の光学性能を評価します。テストされた構成は、許容基準を指定するときに明確に記載する必要があります。
