Aufrufe: 11 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 27.10.2026 Herkunft: Website
Die Gleichmäßigkeit der LCD-Helligkeit beschreibt, wie gleichmäßig die Leuchtdichte über den aktiven Bereich des Displays verteilt ist. Ein Bildschirm kann in der Mitte seine angegebene Helligkeit erreichen, während er in einigen Bereichen heller und in anderen dunkler erscheint.
Für Bei industriellen Displays kann sich dieser Unterschied auf das Erscheinungsbild von einfarbigen Hintergründen, Schnittstellengrafiken und Bildern auswirken. Die Gleichmäßigkeit der Helligkeit ist daher ein wichtiger zu bewertender Parameter bei der Auswahl oder Entwicklung eines kundenspezifischen LCD-Moduls.
Ein Einheitlichkeitswert allein beschreibt jedoch die Anzeigequalität nicht vollständig. Die Messmethode, die Architektur der Hintergrundbeleuchtung, die optischen Komponenten und die beabsichtigte Anwendung haben Einfluss darauf, wie das Ergebnis interpretiert werden sollte.
Die Gleichmäßigkeit der LCD-Helligkeit gibt an, wie gleichmäßig die Leuchtdichte über den aktiven Anzeigebereich verteilt ist. Sie wird üblicherweise als Prozentsatz ausgedrückt, der aus den höchsten und niedrigsten Leuchtdichtemessungen berechnet wird.
Ein Display mit gleichmäßiger Leuchtdichte auf der gesamten Oberfläche bietet im Allgemeinen ein einheitlicheres visuelles Erscheinungsbild. Eine schlechte Gleichmäßigkeit kann zu sichtbaren hellen Bereichen, dunklen Ecken oder ungleichmäßigen Hintergründen führen, insbesondere bei der Anzeige von Weiß oder anderen Volltonfarben.
Helligkeit und Helligkeitsgleichmäßigkeit beschreiben zwei unterschiedliche Eigenschaften:
Helligkeit: Die Leuchtdichte des Displays, typischerweise gemessen in Candela pro Quadratmeter (cd/m²), auch Nits genannt.
Helligkeitsgleichmäßigkeit: Die Konsistenz der Leuchtdichte über die gesamte Anzeigefläche, ausgedrückt als Prozentsatz unter einer definierten Messmethode.
Beispielsweise können zwei LCD-Module beide eine typische Helligkeit von 500 cd/m² haben, eines kann jedoch eine Gleichmäßigkeit von 85 % aufweisen, während das andere 75 % misst. Ihre Gesamthelligkeitsspezifikationen sind gleich, ihre Leuchtdichteverteilungen unterscheiden sich jedoch.
Diese Unterscheidung ist bei der Bewertung von Displays für industrielle HMI-Systeme wichtig. medizinische Geräte , eingebettete Terminals und andere Anwendungen, bei denen eine konsistente visuelle Präsentation wichtig ist.
Eine gängige Methode berechnet die Helligkeitsgleichmäßigkeit, indem die minimal gemessene Leuchtdichte durch die maximal gemessene Leuchtdichte dividiert wird.
Formel:
Gleichmäßigkeit (%) = (Lmin / Lmax) × 100 %
Wo:
U = Helligkeitsgleichmäßigkeit
Lmin = minimale Leuchtdichte, gemessen an den angegebenen Testpunkten
Lmax = maximale Leuchtdichte, gemessen an den angegebenen Testpunkten
Angenommen, ein LCD-Modul erzeugt während eines Gleichmäßigkeitstests die folgenden Luminanzwerte:
Messparameter |
Wert |
|---|---|
Maximale Leuchtdichte |
500 cd/m² |
Minimale Leuchtdichte |
400 cd/m² |
Gleichmäßige Helligkeit |
80 % |
Die Berechnung lautet:
U = 400 ÷ 500 × 100 % = 80 %
Die gemessene Helligkeitsgleichmäßigkeit beträgt 80 %.
Ein höheres Ergebnis bedeutet bei dieser Berechnungsmethode einen geringeren Unterschied zwischen den hellsten und dunkelsten gemessenen Punkten. Ein Ergebnis von 100 % bedeutet, dass alle einbezogenen Messpunkte die gleiche gemessene Leuchtdichte aufweisen.
Es ist wichtig, den Gleichmäßigkeitsprozentsatz von der Helligkeitsangabe des Displays zu unterscheiden. Ein Ergebnis von 80 % Gleichmäßigkeit bedeutet nicht, dass der Bildschirm mit 80 % seiner Nennhelligkeit arbeitet oder dass 80 % seiner Oberfläche einem bestimmten Luminanzniveau entsprechen.
Die Berechnung hängt auch von den gewählten Messpunkten ab. Ein Ergebnis, das mit einem Testlayout erzielt wurde, sollte nicht automatisch mit einem Ergebnis verglichen werden, das mit einem anderen Layout oder einer anderen Bewertungsmethode erzielt wurde.
Die Gleichmäßigkeit der LCD-Helligkeit wird üblicherweise durch Messung der Leuchtdichte an mehreren Stellen im aktiven Anzeigebereich (AA) bewertet. Für die praktische Bewertung von LCD-Modulen wird häufig eine Neun-Punkte-Messmethode verwendet.
Bei dieser Methode wird die Leuchtdichte an neun über die Anzeigefläche verteilten Stellen gemessen: vier Eckbereiche, vier Randbereiche und die Mitte. Die Messwerte werden dann zur Berechnung der Helligkeitsgleichmäßigkeit basierend auf der angegebenen Bewertungsformel verwendet.
Die genauen Messpunktpositionen sollten der geltenden Produktspezifikation oder dem Testverfahren entsprechen. Für Bei benutzerdefinierten LCD-Modulen muss das Messlayout möglicherweise die Anzeigeabmessungen, den aktiven Bereich und die Messgeräte berücksichtigen.
Der Messansatz sollte für die physikalischen Abmessungen des LCD-Moduls geeignet sein. Obwohl das gleiche Neun-Punkte-Konzept auf verschiedene Bildschirmgrößen angewendet werden kann, können die praktischen Messbedingungen unterschiedlich sein.
Kleine LCD-Module: Der aktive Anzeigebereich bietet weniger Platz für Messungen. Die Punktgröße des Messgeräts und der Abstand zwischen jedem Messpunkt und der AA-Grenze müssen berücksichtigt werden, um zu vermeiden, dass nicht angezeigte Bereiche in die Messwerte einbezogen werden.
Große LCD-Module: Die größere aktive Fläche bietet mehr Platz für Messungen, es kann jedoch zu Abweichungen in der Leuchtdichte auf einer größeren Fläche kommen. Die Neun-Punkte-Methode bietet eine praktische Beurteilung der Mittel-, Rand- und Eckbereiche. Zusätzliche Messungen können angebracht sein, wenn eine detailliertere Bewertung lokaler Helligkeitsschwankungen erforderlich ist.
Das Messlayout sollte einheitlich für das zu bewertende Produkt definiert werden. Unterschiedliche Messpositionen können zu unterschiedlichen Gleichmäßigkeitsergebnissen führen. Daher sollte die Testmethode beim Vergleich von Proben oder bei der Überprüfung der Produktionsqualität konsistent bleiben.
Um aussagekräftige und wiederholbare Ergebnisse zu gewährleisten, sollten mehrere Bedingungen kontrolliert werden:
Testmuster: Ein weißes Vollbildmuster wird üblicherweise zur Bewertung der Luminanzverteilung verwendet.
Einstellung der Hintergrundbeleuchtung: Halten Sie die Betriebsbedingungen der Hintergrundbeleuchtung an allen Messpunkten konstant.
Stabilisierung: Sorgen Sie dafür, dass das Display gemäß dem geltenden Testverfahren einen stabilen Betriebszustand erreicht.
Messausrüstung: Verwenden Sie ein geeignetes Leuchtdichtemessgerät und achten Sie darauf, dass der Messpunkt für die ausgewählten Standorte geeignet ist.
Blickrichtung: Messwinkel festlegen und konsequent beibehalten.
Umgebungsbedingungen: Kontrollieren Sie Streulicht und Reflexionen, die die Leuchtdichtewerte beeinflussen könnten.
Testkonfiguration: Geben Sie an, ob die Messung nur für das LCD-Modul oder für die gesamte Baugruppe gilt, einschließlich Touchscreen, Abdecklinse und optischem Bonding.
Diese Bedingungen tragen dazu bei, dass die Ergebnisse der Helligkeitsgleichmäßigkeit aussagekräftig und vergleichbar sind. Die Neun-Punkte-Methode ermöglicht eine praktische Beurteilung der Leuchtdichteverteilung, identifiziert jedoch nicht unbedingt jeden lokalisierten hellen oder dunklen Bereich auf dem Display.
Die Gleichmäßigkeit der Helligkeit hängt vom gesamten optischen System und nicht von einer einzelnen Komponente ab. Mehrere Faktoren können zur Leuchtdichteschwankung beitragen.
Die Anzahl, der Abstand, die Position und die Betriebsbedingungen der LEDs beeinflussen, wie Licht in das Hintergrundbeleuchtungssystem eindringt und sich darin ausbreitet.
Bei einem kantenbeleuchteten Design strahlen LEDs Licht vom Rand einer Lichtleiterplatte aus. Die resultierende Leuchtdichteverteilung hängt von der LED-Anordnung, dem Lichtleiterdesign, den optischen Folien und den Mischeigenschaften ab. Der Bereich, der den LEDs am nächsten ist, ist nicht unbedingt immer der hellste, da das optische System darauf ausgelegt ist, das Licht neu zu verteilen.
Direkt beleuchtete Hintergrundbeleuchtungen nutzen LEDs, die hinter dem Anzeigebereich positioniert sind. Auch ihr Abstand, ihr optischer Abstand und ihr Diffusionsdesign beeinflussen die Gleichmäßigkeit.
Bei kantenbeleuchteten LCD-Modulen verteilt die Lichtleiterplatte das Licht der LEDs über die Anzeigefläche. Sein Extraktionsmuster ist darauf ausgelegt, Änderungen in der Lichtausbreitung auszugleichen und eine gleichmäßigere Ausgabe zu erzeugen.
Das Muster muss auf die Abmessungen der Hintergrundbeleuchtung, die LED-Anordnung und den optischen Stapel abgestimmt sein. Ein für eine Modulgröße oder -konfiguration optimiertes Design liefert möglicherweise nicht die gleiche Verteilung, wenn sich diese Parameter ändern.
Diffusorfolien und andere optische Folien helfen dabei, das Licht neu zu verteilen und die Ausgangseigenschaften der Hintergrundbeleuchtung zu steuern.
Ihre optischen Eigenschaften, Ausrichtung, Oberflächenbeschaffenheit und Montagequalität können die endgültige Leuchtdichteverteilung beeinflussen. Das Hinzufügen oder Ändern optischer Schichten kann eine Eigenschaft verbessern und gleichzeitig die Helligkeitseffizienz oder andere Aspekte der optischen Leistung beeinflussen.
Das mechanische Design beeinflusst auch die optische Konsistenz. Abweichungen bei der Positionierung, dem Druck, dem Abstand oder der Montage der Komponenten können die Art und Weise verändern, wie das Licht durch die Hintergrundbeleuchtung und den Displaystapel gelangt.
Bei kundenspezifischen LCD-Modulen sollten daher neben dem optischen Design auch der Rahmen, die Tragstruktur, die Verbindungskonfiguration und der verfügbare Platz berücksichtigt werden.
Die Leistung der Hintergrundbeleuchtung kann sich je nach Betriebstemperatur, Antriebsbedingungen und Komponentenvariationen ändern. Messungen unter unterschiedlichen Bedingungen können auch bei unverändertem Moduldesign zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.
Bei Anwendungen mit großen Betriebstemperaturbereichen oder anspruchsvollen Arbeitszyklen sollte die Gleichmäßigkeit unter den für das beabsichtigte Produkt relevanten Bedingungen bewertet werden.
Die Bedeutung der Gleichmäßigkeit der Helligkeit hängt vom angezeigten Inhalt und der Betriebsumgebung ab.
Industrielle HMI- und eingebettete Geräte: Auf großen weißen Hintergründen, Parameterbildschirmen oder einheitlich gefärbten Schnittstellenbereichen kann eine ungleichmäßige Leuchtdichte auffallen. Der erforderliche Wert sollte neben der Lesbarkeit, der Umgebungsbeleuchtung und dem Betrachtungsabstand berücksichtigt werden.
Medizinische Geräte: Anwendungen, die Bilder, Diagramme oder visuelle Informationen anzeigen, erfordern möglicherweise eine sorgfältige Kontrolle der Leuchtdichteverteilung. Die geeigneten Akzeptanzkriterien hängen vom Verwendungszweck des Geräts und den geltenden Leistungsanforderungen ab. Einheitlichkeit allein bestimmt nicht die Leistung der diagnostischen Anzeige.
Outdoor und Displays mit hoher Helligkeit : Eine hohe Leuchtdichte verbessert die Sichtbarkeit bei starkem Umgebungslicht, sorgt jedoch nicht automatisch für Gleichmäßigkeit. Das Design der Hintergrundbeleuchtung und die optische Leistung müssen separat bewertet werden.
Automobil- und Mobilgeräte: Displays müssen möglicherweise bei wechselnden Temperaturen und Lichtverhältnissen funktionieren. Die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit sollten zusammen mit der Betrachtungswinkelleistung, der Helligkeit, dem Kontrast und der Umgebungszuverlässigkeit bewertet werden.
Ein höherer Gleichmäßigkeitswert ist im Allgemeinen wünschenswert, das Ziel sollte jedoch durch die Anwendung und die vollständige Anzeigespezifikation und nicht nur durch den Prozentsatz bestimmt werden.
Es gibt keinen einheitlichen Schwellenwert für die Gleichmäßigkeit, der für jede LCD-Anwendung geeignet ist. Die Anforderungen variieren je nach Produktdesign, Messmethode, Betrachtungsbedingungen und Kundenerwartungen.
Für anwendbare FANNAL- Produkte beträgt die angegebene Anforderung an die Gleichmäßigkeit der internen Helligkeit mindestens 80 %. Die genauen Akzeptanzkriterien sollten anhand der relevanten Produktspezifikation und Testbedingungen bestätigt werden.
Berücksichtigen Sie bei der Bewertung einer Einheitlichkeitsspezifikation Folgendes:
Die Berechnungsmethode: Bestätigen Sie, ob das Ergebnis die minimale bis maximale Leuchtdichte oder eine andere Bewertungsmethode verwendet.
Das Messlayout: Überprüfen Sie die Anzahl und Verteilung der Messpunkte.
Die getestete Baugruppe: Stellen Sie fest, ob die Messung das nackte LCD-Modul oder die komplette Displaybaugruppe abdeckt.
Die Betriebsbedingungen: Bestätigen Sie die Einstellung der Hintergrundbeleuchtung, die Stabilisierungsbedingungen, die Messrichtung und relevante Umgebungsanforderungen.
Die Akzeptanzkriterien: Bestimmen Sie, ob der angegebene Wert eine Mindestanforderung, ein typisches Ergebnis oder ein Ziel für eine bestimmte Produktkonfiguration ist.
Eine Spezifikation wie „Helligkeitsgleichmäßigkeit ≥ 80 %“ ist sinnvoller, wenn sie von einem definierten Testverfahren begleitet wird. Ohne diese Informationen führt derselbe numerische Schwellenwert möglicherweise nicht zu direkt vergleichbaren Ergebnissen für verschiedene Produkte.
Bei der Entwicklung eines kundenspezifischen Displays sollte die Gleichmäßigkeit der Helligkeit bereits in der optischen und mechanischen Entwurfsphase und nicht nur bei der Endkontrolle berücksichtigt werden.
Eine praktische Spezifikation sollte vier Bereiche abdecken.
1. Definieren Sie das Leistungsziel. Legen Sie den erforderlichen Einheitlichkeitsgrad entsprechend den visuellen Anforderungen der Anwendung, den Bildschirmabmessungen und der Betriebsumgebung fest.
2. Geben Sie die Messmethode an. Definieren Sie das Messlayout, die Berechnungsformel, das Testmuster und die Anforderungen an die Messgeräte. Wenn ein Kunde eine bestimmte Norm oder ein bestimmtes Testverfahren benötigt, geben Sie dies explizit an.
3. Bewerten Sie die gesamte optische Konfiguration. Betrachten Sie die LED-Anordnung, die Lichtleiterplatte, den Diffusor, die optischen Folien, die Displayabmessungen und den mechanischen Aufbau gemeinsam. Änderungen an einem Teil des optischen Stapels können sich sowohl auf die Gleichmäßigkeit als auch auf die Gesamthelligkeit auswirken.
4. Legen Sie Akzeptanzbedingungen fest. Dokumentieren Sie die relevante Einstellung der Hintergrundbeleuchtung, die Stabilisierungsbedingungen, die getestete Baugruppe und den Akzeptanzschwellenwert. Bestimmen Sie bei Produkten, die in einem weiten Temperaturbereich betrieben werden, ob zusätzliche Tests unter bestimmten Betriebsbedingungen erforderlich sind.
Diese Schritte helfen dabei, das Displaydesign, den Verifizierungsprozess und die Kundenerwartungen vor der Produktion abzustimmen.
Die Gleichmäßigkeit der LCD-Helligkeit ist ein wichtiger optischer Parameter, der beschreibt, wie gleichmäßig die Leuchtdichte über den aktiven Anzeigebereich verteilt ist. Sie wird üblicherweise anhand der minimalen und maximalen Leuchtdichtewerte berechnet, das Ergebnis hängt jedoch vom Messlayout und den Testbedingungen ab.
Eine ungleichmäßige Helligkeit kann durch die Architektur der Hintergrundbeleuchtung, die Lichtleiterplatte, optische Folien, die mechanische Montage und die Betriebsbedingungen verursacht werden. Bei kundenspezifischen LCD-Modulen ist die gemeinsame Bewertung dieser Faktoren effektiver, als die Einheitlichkeit als isolierte Spezifikation zu behandeln.
FANNAL bietet maßgeschneiderte Display- und Touch-Lösungen für industrielle und andere anspruchsvolle Anwendungen. Bei der Definition eines neuen Anzeigemoduls sollten Kunden neben der Helligkeit auch die Gleichmäßigkeit der Helligkeit, den Betrachtungswinkel, die Betriebstemperatur, mechanische Einschränkungen und die Anforderungen der Endanwendung berücksichtigen.
Nein. Helligkeitsgleichmäßigkeit beschreibt die Leuchtdichtekonsistenz über den gesamten Anzeigebereich. Bei der Helligkeitsgenauigkeit geht es darum, wie genau ein gemessener Helligkeitswert einem bestimmten Ziel entspricht. Ein Display kann eine gleichmäßige Leuchtdichte haben, aber dennoch eine Helligkeit liefern, die vom beabsichtigten Ziel abweicht.
Ja. Zwei Module können die gleiche Nenn- oder typische Leuchtdichte, aber unterschiedliche Leuchtdichteverteilungen haben. Ihre Hintergrundbeleuchtungsarchitektur, ihre optischen Komponenten, ihr mechanisches Design und ihre Herstellungsvariationen können alle die Gleichmäßigkeit beeinflussen.
Nein. Die Bildschirmgröße allein bestimmt nicht die Gleichmäßigkeit. Bei einem größeren Display sind andere optische und mechanische Designüberlegungen erforderlich, das Ergebnis hängt jedoch vom Hintergrundbeleuchtungssystem, der Lichtverteilung, dem optischen Stapel und der Fertigungsqualität ab.
Nicht unbedingt. Durch Erhöhen des Treiberpegels für die Hintergrundbeleuchtung kann die Gesamtleuchtdichte erhöht werden, eine ungleichmäßige Leuchtdichteverteilung wird dadurch jedoch nicht zwangsläufig korrigiert. Die Gleichmäßigkeit hängt davon ab, wie das Licht über die aktive Fläche verteilt wird, und nicht nur von der Gesamtlichtleistung.
Die Auswahl hängt von der zu überprüfenden Spezifikation ab. Das Testen des LCD-Moduls hilft bei der Bewertung seiner optischen Leistung in der definierten Konfiguration. Durch das Testen der kompletten Baugruppe, einschließlich Touchscreen, Abdecklinse oder optischem Bonding, wird die optische Leistung des integrierten Produkts bewertet. Bei der Festlegung der Akzeptanzkriterien sollte die getestete Konfiguration klar angegeben werden.
