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1、行业标准LED显示屏测试方法的编制与修订张晓光中国光学光电子行业协会发光二极管显示应用分会1引言2003年10月，电子行业标准LED显示屏测试方法SJ/T 112812003（以下简称“LED显示屏测试方法” ）正式颁布与实施，对规范LED显示屏市场、促进LED显示应用产业的健康发展有着积极的作用和重要意义。LED显示屏测试方法根据显示屏的特点，从机械、光学、电学特性三个方面，为正确地、科学地评价LED显示屏的主要技术性能提供了确实可行的检测办法，使得LED显示屏行业从此有了统一的测量准则。随着科学技术迅猛发展、LED显示屏技术也在发生着日新月异的创新，为了适应LED显示应用技术的不断进步、满
2、足标准使用中测试工作的实际需要，在标准使用一段时间后，有必要对其中内部分容进行相应的修订与补充。修订后的现行行业标准SJ/T11281-2007发光二极管（LED）显示屏测试方法（以下简称“发光二极管（LED）显示屏测试方法” ）已于2007年11月19日由信息产业部正式批准发布、2008年1月20日正式实施，替代了LED显示屏测试方法。为使发光二极管（LED）显示屏测试方法在实施、执行过程中更好得到理解和正确的使用，有必要对LED显示屏测试方法的编制过程、标准的架构作一简要介绍，并对标准修订的工作过程和主要内容进行论述与分析。2LED显示屏测试方法的编制2.1 历程回顾从20世纪80年代末我
3、国LED显示屏产业起步至今，标准始终是行业关注的焦点，1997年9月3日，由由中国光协LED显示应用分会（以下简称“行业协会”）组织制订的LED显示屏行业第一部标准SJ/T 11141-1997LED显示屏通用规范（以下简称通用规范）正式发布，并于1998年1月1日实施（主要起草单位：北京蓝通电子科技公司），通用规范的制订对行业标准化工作起了一定的推动作用。但是，由于受到当时测试手段的限制，通用规范中未能对LED显示屏许多关键性能指标给出测试方法。使得行业在技术交流、产品与工程检测等活动中无法可依。随着LED显示屏产业逐步的成长、显示应用技术也在不断进步，在通用规范的实施过程中，为了客观、统一
4、判定各企业所研制的LED显示屏达到标准规定的各项技术指标的程度和水平高低，同时为了规范行业市场，南京洛普公司提议应该建立相应的测试方法并对显示屏按指标检测结果进行分级。为此，1998年行业协会委托南京洛普公司起草LED显示屏分类及检测方法（以下简称分类及检测方法），在南京洛普公司及其他会员单位的共同努力下，分类及检测方法于2000年9月经行业协会讨论通过，由行业协会发布并在业内试行。2002年信息产业部科学技术司成立LED显示屏标准工作组，在工作组成员单位的共同努力下，将分类及检测方法修改为LED显示屏测试方法（以下简称测试方法），于2003年6月4日由信息产业部发布，同年10月1日实施（标准
5、编号：SJ/T 112812003，标准名称：LED显示屏测试方法）。LED显示屏测试方法由中国电子工业标准化研究所（CESI）归口；主要起草单位: LED标准化工作组（南京洛普股份有限公司、西安青松科技公司、上海信茂公司、北京蓝通公司、深圳京东方公司、成都科维公司、哈尔滨计算所、深圳市同洲电子公司、中电集团第四十七研究所等）；本标准主要起草人：王化锋、程德诗、陆荣庆、向健勇、洪震、平立等。2.2 基本架构LED显示屏测试方法通篇由前言和正文（LED显示屏测试方法）两部分组成。正文共有“范围”、“规范性引用文件”、“分级”、“一般要求”、“测试方法”五大章节。为了对LED显示屏各项技术性能的优
6、劣程度，有简单直观的认识和可比性，“分级”中按测试结果，分为A、B、C三个等级，A级为显示屏应达到的基本指标，B级指标高于A级，C级级指标高于A级和B级。“一般要求”中则规定了LED显示屏的测试条件、测试仪表及软件。根据LED显示屏的机械、光学、电学特性，正文中明确规定了如下主要技术指标的定义、测试方法及测试结果的分级。（1）机械性能：外壳防护等级、模块拼装精度（平整度、像素中心距、相对偏差、水平相对错位）。（2）光学性能：最大亮度、视角、最高对比度、基色主波长误差、白场色坐标、亮度鉴别等级、均匀性（像素光强均匀性、显示模块亮度均匀性、模组亮度均匀性）。（3）电性能：换帧频率、刷新频率、占空位
7、、模组负载变化率、灰度等级、信噪比、像素失控率。2.3 作用与意义LED显示屏测试方法根据显示屏的特点，从机械、光学、电学特性三个方面，为正确地、科学地评价LED显示屏的主要技术性能提供了确实可行的测试办法，使得LED显示屏行业从此有了统一的测量准则。该标准在执行过程中与通用规范配合使用，已成为LED显示屏生产厂家和使用单位在设计、制造、测试、质量检验、安装、验收、使用中制定各种技术指标、测试方案等技术文件的主要依据，这对LED显示屏产品质量和技术水平的提高产生了巨大而深远的影响。3LED显示屏测试方法的修订3.1 修订简况该项目由南京洛普股份有限公司于2005年3月向信息产业部电子工业标准化
8、研究所正式提出申请上报信息产业部。2005年5月信息产业部科学技术司正式批复立项，列为“2005年度第二批电子行业标准计划项目”。批文号为“信科函200528号”；项目名称为LED显示屏测试方法；项目号为“S05032-T”；编制形式为标准修订。 LED显示屏测试方法修订的主要过程经历了：立项申请、修订原则和主要内容的讨论与确定（2005年3-5月）；修订征求意见初稿（2005年6-8月）、第二稿（2005年9月）、送审讨论稿（2005年10月）的起草、发送与讨论、意见收集与处理；送审稿的编制（2005年11月）；送审相关材料的整理与编写（2005年12月）；审定（2006年3月）、报批等阶段
9、。在各阶段工作中，由南京洛普股份有限公司负责牵头与具体执行，多次分别以电话、电子邮件书面商定和会议研讨、论证等形式，广泛征求了原标准主要起草单位与主要起草人、行业内有关单位及专家们的意见、建议，修订整理，经主要起草单位与主要起草人专题会议集体讨论通过并达成一致意见，送审稿经信息产业部电子技术基础管理办公室审查、备案后于2006年3月6日在北京通过了由信息产业部电子工业标准化研究所主持召开的标准审定会审定，最后经再次整理完成了现行标准的报批稿。在标准修订编制送审和报批过程中，我们得到了信息产业部电子工业标准化研究所、电子技术基础管理办公室、中国光协LED显示应用分会的热心指导、大力支持与帮助。发
10、光二极管（LED）显示屏测试方法由信息产业部电子工业标准化研究所归口；主要起草单位:南京洛普股份有限公司、西安青松科技股份有限公司、上海信茂新技术有限公司、蓝通新技术产业（集团）有限公司、深圳市京东方智能显示技术有限公司、四川科维实业有限责任公司、哈尔滨市电子计算技术研究所、深圳市同洲电子股份有限公司、中国电子科技集团公司第四十七研究所等）；主要起草人：张晓光、王化锋、程德诗、陆荣庆、向健勇、洪震、平立等。3.2 修订原则、主要内容及相关标准引用LED显示屏测试方法包括下列内容：范围、规范性引用文件、一般要求、测试方法。修订中保留了该标准的组成结构和其中大部分内容。按照GB/T 1.1-200
11、0标准化工作导则，对该标准进行了相应的修改；对影响正确操作的关键性文字和计算符进行了修改订正；根据GB3102.6-1993光及有关电磁辐射的量和单位标准规定，对相关的光学性能符号进行了统一规范；根据实际使用中的需要，对该标准机械性能中拼装精度、光学性能中的视角、最高对比度、基色主波长误差和均匀性、电性能中的刷新频率等主要指标的测量步骤、计算方法或分级表等内容进行了修改、补充和完善；对该标准结构进行了局部调整，撤消第三章节，将分级内容归入测试方法章节各项性能指标的要求中，增加了目录和规范性附录部分：“CIE 1931 色度图标光源 E（等能光源）恒定主波长的斜率”、“LED显示测试方法配套测试
12、软件”说明等。共修订27项内容、约66条、近100处。发光二极管（LED）显示屏测试方法引用了国家标准GB 42081993外壳防护等级（IP代码），参照了GB3102.6-1993 光及有关电磁辐射的量和单位标准的有关规定。3.3 意见和建议收集、汇总与处理我们在LED显示屏测试方法的修订过程中曾先后起草了征求意见初稿、第二稿、送审讨论稿、送审稿，完成了报批稿等书面材料编写，通过业内相关的单位、专家多次交流与研讨、审定会代表与专家的审定，收到许多很好的意见和建议，对此我们进行了认真的收集、汇总与处理，大部分已确定的内容在修订过程中被采纳。由于此次修订原则和主要内容及时间的原因，一些尚待进一步
13、研讨、论证的问题，本着客观负责的原则和态度，待结论确定后，下次修订时再作考虑。3.4 适用范围为了更加准确、合理的表述标准的范围，我们对原标准该项内容的语句、文字进行了局部的调整与修改，修订后的内容为：本标准规定了发光二极管（LED）显示屏的机械、光学、电学等主要技术性能指标的分级和测试方法。本标准适用于各类发光二极管（LED）显示屏（以下简称显示屏）的测试。3.5 规范性引用文件修订后的新标准保留了对所引用标准的适用说明，按照国家标准正确的书写方式，对原GB/T 42081993电工电子产品外壳防护标准进行了更正，更正后的引用标准为：GB 42081993外壳防护等级（IP代码）。该修订包括
14、正文中所有GB 420893编号。由于在原标准各章节中并未出现引用标准SJ/T 11141.12003 LED显示屏通用规范，故将其从规范性引用文件中删除。3.6 一般要求参照国家计量检定规程JJG 2621996、JJG 302002、JJG 2112005、JJG 2452005等标准的相关内容，我们修订了测试条件中电源电压、测试仪表及软件中测试仪器与量具指标的标注形式，参照GB/T 1.1-2000标准化工作导则标准化要求，将测试软件内容移做规范性附录，以便于今后标准的修订与测试软件的升级。3.7 测试方法LED显示屏的测试主要是在机械性能、光学性能、电性能三个方面，包括外壳防护等级、拼
15、装精度、最大亮度、视角、最高对比度、基色主波长误差、白场色坐标、亮度鉴别等级、均匀性、换帧频率、刷新频率、占空比、模组负载变化率、灰度等级、信噪比、像素失控率等多项内容的测量与计算和技术指标的归纳分级。为了使等级高低更加明确，修订后的新标准在各项技术指标的测量“要求”中规定了等级高低的顺序。3.7.1 拼装精度像素中心距相对偏差、水平相对错位、垂直相对错位是反映LED显示屏拼装精度的三项重要的技术指标，其相对误差值分为A、B、C三级，A级误差值大于B级，B级误差值大于C级。测量实践表明，随着LED显示屏制造技术的不断进步，LED显示屏拼装精度指标也在不断提高，同时由于原计算公式中采用了“”符号
16、，影响了计算结果的准确取值与分级，为了使各级指标能更加准确地反映LED显示屏拼装精度的真实水平，我们对上述三项技术指标的分级表和计算公式进行如下调整与修订。1）像素中心距相对偏差表3：A级指标由10%JX15% 修改为7.5%JX10%；B级指标由5%JX10% 修改为5%JX7.5%；C级指标仍为JX 5% 。计算公式：由JX ZC ZB/30lg（ZB/2） 修改为JX = ZCZB/40lg（ZB/2）。式中：JX 像素中心距相对偏差；ZC 实测像素中心距；ZB 标称像素中心距。2）水平相对错位表4：A级指标由10%CS15% 修改为7.5%CS10%；B级指标由5%CS10% 修改为5
17、%CS7.5%；C级指标仍为CS 5% 。计算公式：由DSC 30CS lg（ZB/2） 修改为CS = DSC / 40lg（ZB/2）。式中：CS 水平相对错位；DSC 实测水平错位值；ZB 标称像素中心距。3）垂直相对错位表5：A级指标由10%CC15% 修改为7.5%CC10%；B级指标由5%CC10% 修改为5%CC7.5%；C级指标仍为CC 5% 。计算公式：由DCC 30CClg （ZB/2） 修改为CC = DCC / 40lg（ZB/2）。式中：CC 垂直相对错位；DCC 为实测垂直错位值；ZB 为标称像素中心距。测算结果证实，修订后拼装精度的技术指标有所提高，更客观地反映本
18、行业中LED显示屏拼装精度现有水准。3.7.2 视角视角、最高对比度、基色主波长误差、白场色坐标、均匀性是LED显示屏光学性能重要的技术指标。视角测量分为水平视角和垂直视角测量两个步骤，由于原标准中，表达水平视角和垂直视角测量步骤的文字内容不够准确，甚至个别关键字出现笔误，影响了操作者对测量方法的正确理解，以至造成测量结果的不准确。因此我们根据测量中的实际情况，修改了视角测量方法中水平视角和垂直视角测量步骤以及关键文字，（例如：在水平视角测量步骤中，“显示屏全屏显示的单基色方块”改为“显示屏全屏显示某一单基色，并在该屏中央选择一个被测区域”。“发线方向”订正为“法线方向”；“以显示屏中心亮块为
19、圆点”改为“以被测区域几何中心为圆心”；“在转动半径不变的情况下”改为“以测量距离为半径”；在垂直视角测量步骤中“在全屏中央显示一个32行16列的单基色方块”改为“测量步骤和水平视角的测量方法基本相同”等）确保操作的正确性和测量结果的准确性。3.7.3 最高对比度显示屏在一定的环境照度下，其最大亮度与背景亮度之比称之为最高对比度。其计算公式如下：C =（LmaxLD）/ LD式中：Lma显示屏实测最大亮度；LD显示屏背景亮度；（LmaxLD）显示屏实际最大亮度最高对比度不仅反映了显示屏的亮度状况，更反映了环境照度对显示屏亮度的影响。背景亮度则随环境照度变化而变化，显示屏亮度一定，环境照度不同，
20、最高对比度计算结果也就不同。为了降低对环境条件对最高对比度的影响，方便实际测量，也为了满足与国外同类产品比较的需要，该部分保留了定义、计算公式和测量步骤等大部分内容，参照国外同类产品相关指标和大量的实验数据，将测量条件中室内显示屏屏面法线方向的照度由100（110%）lx修改为：10（110%）lx，室外显示屏屏面法线方向的照度由10 000（110%）lx修改为：40（110%）lx。3.7.4 基色主波长误差显示屏各基色主波长的实际值与标称值的误差DlD称之为基色主波长误差。获取基色主波长实际值的方法主要有两种，一种是用仪器直接测得，另一种是通过色品坐标间接得到。而对于通过色品坐标间接获取
21、基色主波长，原标准中只给出了根据色品坐标在色度图上查找基色主波长的方法即作图法，而作图法易受条件影响，图纸的正确性和作图的准确性决定和影响结果误差的大小，同一数据重复性和稳定性较差。但是，目前行业中许多单位原来装备的测量仪器并不具有直接测量主波长的功能，只能通过色品坐标间接获取。因此，修订原有测试方法，减小由色品坐标获取基色主波长实际值的误差，意义重大。经过反复研究，决定删除作图法，增加并采用仪器直接测量和计算法获取主波长实际值，根据色度学理论，修订后的标准给出计算方法如下。用彩色分析仪，分别测量红、绿、蓝等各基色的色品坐标。将测出的某基色的色品坐标值（x，y）带入公式进行计算。kx =（xx
22、0）/（yy0）ky =（yy0）/（xx0）式中：x0 和y0为CIE标准光源E（等能光源）的色品坐标（x0=0.3333， y0=0.3333）。选取kx和ky之中绝对值较小的数值，从 CIE 1931色度图标准光源 A，B，C，E（等能光源）恒定主波长线的斜率（表略）E一栏中查出相应的（基色）主波长（根据色度学有关理论，计算发光体主波长时通常选用等能E点作为参照光源，LED显示屏属于发光体，所以应选用表中E一栏）。由此可分别得出红、绿、蓝各基色色品坐标所对应的主波长。这个方法计算精度可达1nm以内。通过与仪器直接测得的数据对比实验证实：用计算法获得的结果完全准确、有效，误差值远远小于测试
23、规定的最小值，而且方法简便、可操作性强。另外，在各基色色品坐标和主波长测量时，测试条件中还增加了“显示屏置于最高灰度级和最高亮度级”的内容，以保证测量精度，减小测量误差。为促进LED显示屏技术水平的提高，客观反映本行业LED显示屏该指标的实际水平，将分级表指标范围作如下调整和修订：表6：A级指标由10 D15（nm）修改为：7 D9（nm） ；B级指标由5D10（nm）修改为：5 D7（nm）；C级指标不变，仍为：D5（nm）。3.7.5 白场色坐标在原标准这部分中，根据国际照明委员会（CIE ） 1931 色度图的规定，以色温6500K9500K为中心给出白场色坐标范围修改为：根据国际照明委
24、员会（CIE ） 1931 色度图的规定，以色温6500K9300K为中心给出白场色坐标范围。对照修订后的白场色坐标范围，将原标准表7中x=0.47，y=0.30修改为：x=0.27，y=0.30。3.7.6 均匀性LED显示屏均匀性由像素光强均匀性、显示模块亮度均匀性和模组亮度均匀性三部分组成，在标准的使用和实际测试工作中，原测试方法过于繁琐、计算过于复杂、存在现场实测困难，可操作性较差等问题。因此经过反复论证，我们分别修改了像素光强均匀性、显示模块亮度均匀性和模组亮度均匀性三部分中的定义、测量（步骤）、计算公式，在定义中删除相关联区域内容，在测量中修改了测算方法与步骤。修改后的像素光强均匀
25、性与显示模块亮度均匀性算法如下（模组亮度均匀性测算方法与步骤同显示模块一样）：像素光强均匀性计算公式： ；式中：i =1 30 ； 显示模块亮度均匀性计算公式： ；式中：i =1 9 ； 实验证实：修改后的测算方法使用简便、可操作性强，结果正确，满足了该项指标实际测算的需要。根据亮度均匀性公式计算结果和显示模块亮度均匀、模组亮度均匀性的规律以及技术进步、产品水平不断的提高的实际情况，我们对其分级表的指标范围进行了如下的调整和修订：表10：A级指标由25%BMJ50% 修改为20%LMJ35%；B级指标由10%BMJ30% 修改为5%LMJ20%；C级指标由BMJ10% 修改为 LMJ5%。表1
26、1：A级指标由10%BGJ20% 修改为20%LGJ35%；B级指标由5%BGJ10% 修改为5%FC100（Hz）修改为200FC100（Hz）；B级指标由200FC150（Hz）；修改为300FC200（Hz）；C级指标由FC200（Hz）修改为FC300（Hz）。3.8 附录为了提高LED显示屏测试方法的可操作性和方便使用，修订后的标准中增加了规范性附录。附录A 是CIE 1931色度图标准光源 E（等能光源）恒定主波长线的斜率（表），它为基色主波长误差计算结果提供斜率主波长查表数据。附录B是配套测试软件内容说明，为使用者介绍测试软件的基本功能、使用环境与测试方法。4结束语实践证明标准化
27、不仅为规范LED显示屏市场、促进LED显示屏产品质量、技术水平的提高和行业的健康发展提供了有利的条件，而且增强了LED显示应用产业对外的竞争力。我们看到，经过多年的努力，LED行业标准从无到有，数量逐年有所增加，标准化工作取得了一定的成绩，LED显示屏行业标准化体系的基本框架已基本形成，但是面对当前科学技术的不断进步，LED显示应用产业规模的迅速扩大，行业技术水平和产品质量的快速提升的情况，我们只有不断改进、完善标准化体系及其相关内容，不断制定、增加新的标准才能适应产业的发展，对整个产业的标准化而言仍将是任重而道远。因此，我们应坚持不懈、努力加强与重视新标准的研究、制定和现行标准的宣贯和执行工作，以满足LED显示应用产业持续快速发展的需要。我们相信，新标准的发布与实施、宣贯与执行，必将促进我国LED显示应用产业技术水平和产品质量不断提高，进一步推动行业标准化工作的开展，保证LED显示屏产品的开发、生产与制造在技术标准的指导下进行，为LED显示屏行业的健康发展作出更大的贡献。