Wyświetlacze kolorowe LCD: Jak właściwie określa się system kolorów

Wymagania dotyczące koloru to najbardziej kosztowny element specyfikacji wyświetlacza, którego nie da się naprawić, ponieważ nie da się go naprawić w oprogramowaniu układowym po zatwierdzeniu części. Kolorowy wyświetlacz LCD nie przekazuje jednego koloru; przekazuje widmo podświetlenia, matrycę filtrów, tryb ciekłokrystaliczny i przedni stos, a kolor, który dociera do widza, jest iloczynem wszystkich czterech. Określenie tej kombinacji to krótkie zadanie, ale musi zostać wykonane we właściwej kolejności.

Co właściwie określa kolorowy wyświetlacz LCD?

Punkt bieli, gama i tolerancja.

Wymagania dotyczące koloru to docelowy punkt bieli, przestrzeń kolorów z jej pokryciem oraz tolerancja określająca, w jakiej odległości jednostka może znajdować się od celu, zanim zostanie odrzucona.

Te trzy wpisy zastępują niejasne instrukcje, aby ekran wyglądał dokładnie. Punkt bieli określa neutralny punkt, względem którego kalibrowany jest produkt. Przestrzeń barw i pokrycie określają, do którego trójkąta może dotrzeć panel, co jest właściwością matrycy filtrów i widma podświetlenia, a nie sterownika. Tolerancja określa granicę akceptacji i to właśnie wpis przekształca dyskusję o kolorze w warunek testowalny. Bez niej dwie jednostki, które różnią się widocznie, można opisać jako spełniające specyfikację, co dokładnie odzwierciedla argumentację dotyczącą koloru na etapie próbkowania.

Jakie miejsce w specyfikacji wyświetlacza zajmuje kolor?

Po bloku optycznym, nie przed nim.

Kolor jest oznaczony po luminancji, kontraście i kącie widzenia, ponieważ każdy z tych czynników zmienia mierzony kolor, a kolejność ta zapobiega temu, aby wymagania były ze sobą sprzeczne.

Powód jest geometryczny. Luminancja wyznacza punkt pracy podświetlenia, a widmo podświetlenia ma największy wpływ na punkt bieli. Kontrast i przednia warstwa określają, ile światła rozproszonego dociera do pomiaru, a światło rozproszone przesuwa współrzędne w kierunku neutralnego punktu otoczenia. Kąt widzenia określa miejsce wykonania pomiaru, ponieważ panel w płaszczyźnie utrzymuje swój kolor w szerokim stożku, podczas gdy inne tryby ulegają przesunięciu, a specyfikacja zapisana pod kątem 0 stopni może nie opisywać pozycji operatora. Zapisanie koloru na końcu oznacza, że ​​jest on podawany w odniesieniu do zdefiniowanego stanu optycznego, a nie do stanu idealnego.

Czym różnią się standardowe przestrzenie kolorów?

Różne trójkąty, różne oczekiwania co do zasięgu.

sRGB pokrywa standardowe wymagania komputerów stacjonarnych i urządzeń przemysłowych, DCI-P3 rozszerza granice czerwieni i zieleni w przypadku treści kinowych i szerokogamutowych, a procenty NTSC opisują pokrycie trójkąta starszych telewizorów, dlatego też wartości 72% NTSC i 100% sRGB nie mogą być stosowane zamiennie.

Porównanie jest istotne, ponieważ pojedynczy panel można opisać jako pokrywający większość przestrzeni sRGB i jedynie ułamek przestrzeni P3, a oba stwierdzenia mogą być prawdziwe. Definicje tych trójkątów pochodzą z organizacji normalizacyjnych i branżowych, a terminologia pomiarowa jest zgodna z publikacjami Międzynarodowej Komisji Oświetleniowej ( ICO) i konwencjami identyfikowalności opracowanymi przez NIST . Jeśli dostawca podaje jedynie wartość procentową bez podania nazwy przestrzeni, wartość ta nie może być użyta w porównaniu.

Typowe błędne interpretacje figur kolorowych

Cztery odczyty zniekształcają porównanie.

Pierwszym jest porównanie procentowego pokrycia bez przestrzeni, do której się odnosi. Drugim jest traktowanie szerokiej gamy kolorów jako dokładności, gdy panel może osiągnąć duży trójkąt, a mimo to niepoprawnie odwzorować kolor. Trzecim jest ignorowanie geometrii pomiaru, ponieważ odczyt wykonany na osi nic nie mówi o pozycji operatora. Czwartym jest podanie koloru przed zamocowaniem przedniej warstwy, co daje wynik, którego zmontowany produkt nie odtworzy.

Piąta interpretacja jest subtelniejsza i warta uwagi: gama barw to nie to samo, co postrzegana przez użytkownika barwność. Panel zaprojektowany z myślą o najszerszym możliwym trójkącie może renderować półcienie w sposób, który wygląda na przesycony w treściach tworzonych dla mniejszej przestrzeni, więc szersza gama barw nie jest automatycznie lepsza dla interfejsu przemysłowego. Warto zadać sobie pytanie, w jakiej przestrzeni tworzona była treść i jak panel się w nią wpisuje, co jest kwestią procesu renderowania, a nie specyfikacji panelu.

Jak zmienia się kolor przedniego stosu?

Przesuwa punkt bieli i dodaje światło rozproszone.

Szkło pokrywowe, warstwa wiążąca i wszelkie powłoki antyrefleksyjne zmieniają zarówno kolor, który dociera do obserwatora, jak i światło rozproszone zbierane przez przyrząd, dlatego specyfikację koloru należy zweryfikować po zmontowaniu frontu urządzenia.

Bonding usuwa dwa wewnętrzne odbicia i podnosi kontrast, co sprawia, że ​​czerń jest ciemniejsza, a zmierzone współrzędne są bardziej stabilne. Powłoka antyrefleksyjna rozprasza odbicie światła otoczenia pod szerokim kątem, co zmniejsza odbicie szczytowe, ale zwiększa zamglenie, które miesza niewielką ilość bieli z ciemną zawartością. Metody pomiaru zamglenia i różnicy barw są znormalizowane, przy czym norma ASTM D1003 obejmuje zamglenie, a ASTM D2244 obejmuje instrumentalnie mierzone różnice barw. Producenci instrumentów publikują wytyczne dotyczące obu metod, w tym X-Rite i Konica Minolta.

Jak zmieniają się wymagania dotyczące koloru w kontekście zaopatrzenia?

Mniej akceptowalnych paneli i ściślejsza filtracja.

Wysokie wymagania dotyczące kolorów zawężają listę zatwierdzonych paneli, ponieważ zależą one od spektrum podświetlenia i matrycy filtrów, które są ustalone na poziomie panelu, a nie regulowane na poziomie modułu.

Ma to trzy konsekwencje, które kupujący powinien uwzględnić w cenie. Podświetlenie staje się elementem kontrolowanym, ponieważ zmiana zestawu diod LED może przesunąć punkt bieli na tyle, że przekroczy on rygorystyczną tolerancję. Różnice w kolorze panelu między partiami produkcyjnymi stają się kwestią próbkowania, a nie formalnością. Drugim źródłem panelu jest ponowna kwalifikacja koloru i geometrii, co jest bardziej złożonym zadaniem niż mechaniczna wymiana. Tam, gdzie tolerancja jest luźna, wszystkie trzy koszty spadają, dlatego to właśnie tolerancja jest punktem wyjścia, który warto negocjować, a nie wartość pokrycia. Dostawcy usług pomiaru koloru, tacy jak Radiant Vision Systems, publikują metody obrazowania stosowane do kontroli jednorodności dużych paneli, a aplikacje wynikające z wyboru są zebrane w sekcji aktualności na stronie.

Co należy zweryfikować przed zamrożeniem projektu?

Należy zmierzyć zmontowany przód, a nie goły panel.

Przed zamrożeniem należy zmierzyć punkt bieli, pokrycie gamy kolorów i różnicę kolorów na zmontowanym module w pozycji, z której będzie korzystał operator, przy włączonym podświetleniu produkcyjnym i po określonym czasie rozgrzania.

Trzy dodatkowe kontrole zapobiegają większości argumentów dotyczących próbkowania. Rejestruj instrument, aperturę, geometrię i czas nagrzewania dla każdego pomiaru, ponieważ zmiana dowolnego z nich może spowodować różnicę kolorów rzędu kilku jednostek. Wykonuj pomiary na krańcach stożka widzenia określonego przez produkt, nie tylko na osi, ponieważ tryb, który dobrze odwzorowuje kolor na osi, może nadal ulegać przesunięciu na krawędzi stożka. Zachowaj również złotą próbkę zmontowanego frontu, aby późniejszy egzemplarz produkcyjny można było porównać z fizycznym wzorcem, a nie z zapamiętanym wyglądem pierwszego egzemplarza. Oczekiwania dotyczące modułu powinny być zgodne z normami jakości wykonania opublikowanymi przez IPC.

Długoterminowa dostępność dla konstrukcji w kolorze dopasowanym do indywidualnych potrzeb

Kolor sprawia, że ​​każda zamiana wydaje się większa.

Gdy kolor jest ściśle określony, ryzyko związane z cyklem życia wykracza poza panel, obejmując podświetlenie, pojemnik na diody LED i materiały łączące, ponieważ zmiana któregokolwiek z nich może spowodować przesunięcie punktu bieli poza akceptowalną tolerancję.

Praktyczny plan wymienia te elementy oddzielnie i określa, co się stanie, gdy każdy z nich osiągnie koniec cyklu życia: okres wypowiedzenia na piśmie, ilość ostatniego zakupu porównywana z prognozą oraz udokumentowana alternatywa, która została oceniona pod kątem koloru, a nie tylko dopasowania. W przypadku gdy alternatywny panel wykorzystuje inne podświetlenie, widmo emisji musi zostać porównane przed zaakceptowaniem zamiennika, a złota próbka stanowi punkt odniesienia, który umożliwia szybkie porównanie. Kwalifikacja z drugiego źródła, przeprowadzona, gdy oryginalny produkt jest w dobrej kondycji, to kontrola, która pozwala na zbudowanie produktu krytycznego pod względem koloru, a zapis pomiarów z pierwotnej kwalifikacji sprawia, że ​​druga wersja jest tania.