我國顯示屏標準及貫標和行業協會檢測工作綜述

　　發布時間：2011-09-02

我國顯示屏標準及貫標和行業協會檢測工作綜述

陸榮慶

中國光學光電子行業協會發光二極管顯示應用分會

1. 前言

我國LED顯示屏產業起步于20世紀90年代初，標準始終是行業關注的焦點。中國光協LED顯示應用分會成立后的第一件大事，就是組織制訂行業的第一部標準《LED顯示屏通用規范》（起草單位：北京藍通電子科技公司）（以下簡稱《通用規范》）。《通用規范》的制訂對行業標準化工作起了極大的作用。業內許多單位按照《通用規范》制訂或修改了企業標準，推動了行業標準化工作的進程。LED顯示屏行業協會成立了檢測工作組，檢測工作組依據相關標準進行貫標檢測。

2. LED顯示屏標準現狀

1997年9月3日顯示屏行業第一部行業標準《LED顯示屏通用規范》SJ/T 11141-1997發布，1998年1月1日實施。在《通用規范》的實施過程中，許多行業協會會員單位提出應該建立相應的測試方法。同時為了規范行業市場，提議對顯示屏按指標進行分級。為此，98年行業協會委托南京洛普公司起草《LED顯示屏分類及檢測方法》（以下簡稱《分類及檢測方法》），在洛普公司及許多會員單位的共同努力下，《分類及檢測方法》于2000年9月經行業協會討論通過，由行業協會發布并在業內試行。2002年信息產業部科學技術司成立LED顯示屏標準工作組，在工作組成員單位的共同努力下，將《分類及檢測方法》修改為《LED顯示屏測試方法》（以下簡稱《測試方法》），于2003年6月4日由信息產業部發布。同年北京利亞德電子科技公司等LED顯示屏標準化工作組成員單位修訂了《LED顯示屏通用規范》。2006年南京洛普等LED顯示屏標準工作組成員又修訂了《LED顯示屏測試方法》，修訂后的標準改名為《發光二極管（LED）顯示屏測試方法》。標準于2007年11月9日發布，2008年1月20日實施。新標準保留了原標準的組成結構和其中大部分內容；對部分文字和計算符進行了修改訂正；增加了規范性附錄部分：“CIE 1931 色度圖標光源 E（等能光源）恒定主波長的斜率”、“《LED顯示測試方法》配套測試軟件”說明等。《測試方法》主要起草單位南京洛普股份有限公司在中國光協LED顯示應用分會及行業其他單位的支持下于2009年研制了《測試方法》的配套測試軟件，測試軟件包含《測試方法》配套測試軟件和LED顯示屏測試數據處理軟件，它使用windows圖形用戶界面的先進特性和設計思考，采用人機交互界面，提高了測試效率。四川科維公司經過多年努力起草了《體育場館用LED顯示屏規范》，該標準參考了國內外LED顯示屏的標準、規范和技術要求及光學、電工電子產品、建筑等行業的標準，以及相關運動項目的競賽規程和對LED顯示屏的要求。并根據體育場館的特殊使用條件進行了補充。《體育場館LED顯示屏標準》根據體育場的特殊情況提出了一些新的要求。另外，相關的應用領域也制定了有關的應用標準，如國家體育總局的《體育場館設備使用要求級檢驗方法（第1部分：LED顯示屏）》（相應的國家標準2009年已完成征求意見稿，目前正在審批中）、鐵道部的《旅客引導LED信息顯示標準》，交通部的《高速公路LED可變限速標志技術條件》、《高速公路可變限速標志標準》，公安部的《LED道路交通誘導可變標志》等，這構成了我國LED顯示屏的標準化體系基本框架，對規范市場發展、促進產業提升具有重要的作用。2007年4月信息產業部平板顯示技術標準工作組LED顯示屏分組對《LED顯示屏通用規范》2003版進行修訂。為了適應行業發展需要，《LED顯示屏通用規范》2008版主要增加了相關的術語和定義、主要設計要求、電磁兼容要求、供電電源的效率要求。在檢測規則中增加了模組定型檢驗和檢驗分類組合。截止2010年12月《LED顯示屏通用規范》2008版仍在審批中，尚未正式實施。

3. LED顯示屏主要可量化檢測的指標

根據《LED顯示屏通用規范》等行業標準，以下為主要可量化檢測的顯示屏指標。

（1）機械性能：外殼防護等級、像素中心距精度、平整度；

（2）安全要求：對地漏電流、抗電強度、溫升；

（3）光學性能：最大亮度、視角、均勻性、基色主波長誤差、白場色坐標、最高對比度；

（4）電學性能：像素失控率、灰度等級、換幀頻率、刷新頻率；

（5）環境適應性：工作環境、貯存環境、濕熱；

（6）可靠性要求：模組MTBF（m1）不低于10000小時。

4．LED顯示屏已有明確測試方法的主要技術指標

《LED顯示屏測試方法》規定了如下四方面的測試方法：

（1）機械性能：外殼防護等級、模塊拼裝精度、平整度、像素中心距、相對偏差、水平相對錯位；

（2）光學性能：最大亮度、視角、最高對比度、基色主波長誤差、白場色坐標、亮度鑒別等級；

（3）均勻性：像素光強均勻性、顯示模塊亮度均勻性、模組亮度均勻性；

（4）電性能：換幀頻率、刷新頻率、占空位、模組負載變化率、灰度等級、信噪比、像素失控率。

5. 國內顯示屏企業貫標情況和行業協會檢測工作

5.1  國內顯示屏企業貫標情況

在行業標準發布后，行業協會積極組織貫標宣傳。曾先后在桂林、上海、南京、長江組織標準的貫標宣傳和培訓工作。行業協會對近百人頒發了標準培訓證書，使行業標準在業內得到普遍的貫徹和實施，并成為國家和各地政府采購的標書依據，標準也成為我國LED顯示屏行業設計、生產、施工、驗收的綱領性文件。

在《通用規范》頒布以后，顯示屏各制造商紛紛制定相應的企業標準，行業標準的發布極大提高了我國顯示屏行業的企標普及率，各企業分別按《通用規范》和《測試方法》配備了相應的檢測設備。現有顯示屏骨干企業均配備了相應的檢測儀器，在設計、生產、施工和驗收中得到普遍使用。部分小企業仍未配備彩色分析儀和照度計等價位較高的儀器。部分小企業測量設備的校準和檢定工作未能按國家標準實施。

5.2  行業協會檢測工作

為了更好地宣傳和實施行業標準，LED顯示屏行業協會成立了檢測工作組。檢測工作組依據《LED顯示屏通用規范》、《LED顯示屏測試方法》和《檢測工作條例》進行貫標檢測。

1）檢測工作的原則

（1）按照《通用規范》的定義和規則，用《測試方法》的規定和方法，結合委托方的要求（標書或合同），對顯示屏相關指標進行數值測試。一般不以招標文件和合同為檢測的依據，如與標準有沖突，檢測項目和檢測的方法以《測試方法》和《通用規范》為準。

（2）不對需主觀判別的項目進行檢測。例如《通用規范》中部分項目采用目測方法或注明“應在評細規范中規定相應的要求”，對于這些項目目前不作書面結論性檢測，僅提供檢測意見。

（3）不對顯示屏項目整體質量進行書面評價，僅對合同中可測試的項目進行數據測試，提供測試的數據結果和與合同或標書的符合性。

（4）為會員單位服務是行業協會的宗旨，在檢測過程中，在保護用戶的合法權益和公正的前提下，行業協會業客觀地解決一些會員單位很難回答或解決的問題。

總之，檢測工作體現客觀、公正和可量化。

2）檢測委托單位

《測試方法》實施以來，許多LED顯示屏項目委托行業協會進行檢測。委托單位主要由政府部門、企事業用戶單位、系統集成商和會員單位。政府部門委托檢測的主要是國家和地方的許多重點建設項目中的LED顯示屏，例如國慶六十周年天安門廣場顯示屏、2008年奧運會顯示屏項目等大型顯示屏項目的監制和檢測。企事業用戶單位主要是為其顯示屏項目的驗收和質量評價做檢測。系統集成商主要是為其采購的LED顯示屏的質量評價提供數據；會員單位主要是請第三方提供檢測報告，作為向客戶用戶提供合格產品的憑證。

3）測量儀器

按照《測試方法》和目前檢測項目所需的測量儀器主要有彩色分析儀、游標卡尺、量角器、溫度計、照度計、鋼尺、塞規、亮度鑒別測試軟件、灰度測試軟件和像素失控率測試軟件。

其中彩色分析儀具有測量亮度、色度坐標、色溫等功能，精度大于±5％。其他測量儀器均為常規測量設備，在《測試方法》中已有詳細的說明。亮度鑒別、灰度測試和像素失控率測試軟件采用由南京洛普公司編制行業協會發布的《LED顯示屏測試方法配套測試軟件V2.0》。

檢測儀器除需滿足《測試方法》的精度要求外，需按照《中華人民共和國計量法》和相關檢定規程進行計量的量值溯源、校準和檢定，并受控。

6. 行業顯示屏主要指標檢測情況

6.1  最大亮度

最大亮度是顯示屏項目中第一個硬指標，國內大多數顯示屏制造商都關注這個項目，檢測的結果大多數都能達到合同要求，但是仍有部分產品不能達到合同要求。最大亮度檢測的關鍵是尋找光軸，由于戶外顯示屏安裝位置較高，部分LED具有下傾功能或LED像素具有下傾角，所以首先需尋找光軸。其次檢測工作不宜在顯示屏已用了相當長時間后進行，由于LED發光管合理的亮度衰減和表面灰塵的玷污使顯示屏的亮度下降，故建議使用半年以上的顯示屏在檢測前需進行清洗。另外，相當部分企業無亮度檢測儀器是不能達標的一個重要原因。目前很多優質LED顯示屏采用逐點亮度校正技術，大大提高了顯示屏出廠時的均勻性，但顯示屏亮度隨之將降低。因此企業在合同中要有合理的指標，在現有LED單燈的基礎上尋找亮度和亮度均勻性校正的平衡點。

6.2  視角

由于《測試方法》對視角的檢測方法比較寬松，業內一般用LED發光管的視角作為顯示屏屏體的視角，所以目前所有被檢測的顯示屏視角都能滿足合同的要求。但是各基色視角不一的問題仍然相當嚴重，影響顯示屏整體效果，建議在以后標準的修訂中，嚴格定義并提出R、G、B視角一致性要求，以提高顯示屏的整體視覺效果。

6.3  最高對比度

最高對比度是一項非常重要的光學性能指標，它不僅反映了顯示屏的亮度狀況，更反映了環境照度對顯示屏亮度的影響。同樣由于顯示屏使用環境的照度不同，要求顯示屏的最高對比度也不同。《測試方法》僅提出顯示屏的最高對比度的測試方法。《通用規范》也未對該指標提出具體要求和等級指標。目前的問題是部分企業未對產品的最高對比度進行檢測就在合同中隨意給出指標，從而造成檢測和驗收時不能達標。另外，由于最高對比度的檢測需要一定的環境照度要求，在現場檢測時比較難以實現，而在出廠前在室內檢測相對比較容易并準確，因此企業的自檢相當重要。

6.4  基色主波長誤差

LED發光管的主波長與LED工作電流和LED的結溫等有關。LED發光管廠商提供的LED主波長是在環境溫度25℃，工作電流20mA條件下檢測的，同時顯示屏用彩色分析儀器對于波長的測量精度是有限的，并且在檢測現場不允許周圍存在有色光溫，而這一點在現場檢測很難做到。因此實際現場檢測得到的基色主波長與LED發光管廠商提供的值有一定偏差。因此建議對LED原材料和顯示單元在室內進行基色主波長誤差的檢測。在對LED單燈進行基色主波長誤差測試時應采用與工作電流相同的LED驅動電流。

6.5  白場色溫

由于顯示屏控制系統技術的提高，顯示屏都能對每基色亮度進行調整，所以按照《LED顯示屏測試方法》進行檢測的結果良好。但是《LED顯示屏測試方法》僅規定在最高灰度級和最高亮度級下，顯示屏顯示全白色圖像下檢測白場色溫，所以目前的檢測結果只能反映R、G、B三色亮度曲線在最高亮度點的耦合情況，不能反映R、G、B三條亮度曲線全部的耦合情況。因此建議以后在《測試方法》中 增加視角的測試點，以保證R、G、B三條亮度曲線在全視角內基本耦合。

6.6  亮度鑒別等級

LED顯示屏灰度等級是顯示屏裝置的電性能指標，表示亮度信號輸出可分的等級，而亮度鑒別等級是LED顯示屏的光學性能指標，它是系統的灰度等級處理能力、非線性校正信號處理等綜合能力的表現。由于在《測試方法配套測試軟件V1.1》正式推出前，原來的測試軟件沒有權威性，并且需要五個觀察者表決，帶有一定的主觀判斷成分，檢測容易引起爭議故行業協會很少正式檢測。

6.7  均勻性

《LED顯示屏測試方法》提出了“像素光強均勻性”、“顯示模塊亮度均勻性”和“模組亮度均勻性”三個均勻性指標。這些指標在顯示屏在生產過程檢測中非常科學，在產品的質量檢測中起了很大的作用。但是在LED整屏檢測時實際操作很困難。已安裝的戶外屏像素光強很難實測，顯示模塊在安裝現場很難定義，故在實際整屏檢測中很少檢測，建議在生產過程中和出場前進行檢測。在實際檢測過程中，我們發現戶外屏像素光強均勻性業內除采用亮度逐點校正技術，其他產品平均水平很難達到C級，相當一部分產品在A級或更低，而模塊均勻性結果比像素光強均勻性要好。模組均勻性平均可到B級水平。很多合同未采用《通用規范》中均勻性的定義，而是采用最亮像素與最暗像素之比。這種均勻性指標雖然檢測很簡單并且直觀，但是從質量管理角度來講并不科學，并且測試的結果很難看。近年來，業內光強均勻性提高很快，有不少企業的均勻性水平不亞于國外顯示屏產品。但是經過亮度逐點校正的LED顯示屏，其均勻性在一定時間后會變差，需要廠商在現場重新校正。現場校正的效果不如模組在工廠的校正效果。

6.8  外殼防護等級

《LED顯示屏測試方法》提出了顯示屏外殼防護等級要求。由于外殼防護等級要求需有資質的專業檢測機構按照GB4208-93進行測試。目前國內的戶外屏模組前后采用不同的外殼防護等級，應在合同或標書中注明，以免驗收時引起爭議。

6.9  模塊拼裝精度

《LED顯示屏測試方法》提出了平整度、像素中心距相對偏差、水平相對錯位和垂直相對錯位四個指標。由于沒有定義抽樣方法和合格判定，所以目前國內的顯示屏，特別是經過檢修后的顯示屏遇到惡意的檢測，很難達標。當然部分戶外屏的這些指標在沒有檢測平臺的條件下也很難實測。

6.10  換幀頻率

《LED顯示屏測試方法》對換幀頻率的測量提出了具體的方法，各個單位可按照《LED顯示屏測試方法》編制相應的測試軟件。由于顯示屏控制技術的發展，《LED顯示屏測試方法》確定的方法并不能適合所有的控制系統，加上《LED顯示屏測試方法》中規定的圖形再現完全可用軟件做假，因此一般根據系統的方案進行判別。

6.11  刷新頻率

刷新頻率是顯示屏一個重要的電性能指標。《LED顯示屏測試方法》規定了用示波器觀察任一像素，任一顏色的LED驅動電流波形，并測出一組驅動電流波形的周期T，得出刷新頻率。而實際檢測中現場用示波器檢測比較困難，并且系統的差異性造成無法正確測量。因此目前刷新頻率一般只能根據制造商的技術文件驗證確認。

6.12  占空比

占空比的檢測比較簡單，只要統計出顯示屏一個模塊的驅動電路的路數。但是《LED顯示屏測試方法》沒有虛擬像素的計算公式。目前絕大多數的顯示屏均能按合同設計相應的占空比。

6.13  模組負載變化率

由于絕大多數項目未涉及該指標，并且檢測過程中對環境照度變化有要求，因此目前未普及檢測。

6.14  灰度等級

在制訂標準時，控制系統的差異性，所以《LED顯示屏測試方法》規定灰度等級>128級即為256級，所以該指標達標率也極高。

6.15  信噪比

LED顯示屏作為一個顯示裝置，信噪比是一個非常重要的綜合指標。由于該指標在現場檢測比較困難，并且大多數LED顯示屏制造商對該指標不重視，數據積累很少。目前協會的檢測工作也未對信噪比進行檢測。

6.16  像素失控率

像素失控率是一個比較直觀的檢測項目，大多數新的顯示屏在檢測時情況較好。

6.17  非《LED顯示屏測試方法》中所列的指標

像素組成、像素間距、像素密度、顯示屏信息量、顯示屏顯示尺寸、亮度調節、顯示方式和驅動方式等非《LED顯示屏測試方法》所列的指標，用戶比較關心，也容易公正地檢測。因此協會在檢測工作中一般也對上述指標進行檢測，檢測的結果也比較好。

7. 目前行業檢測中存在的問題和建議

（1）許多企業的產品未按《LED顯示屏通用規范》的要求作環境適應性（6.9）試驗。所以涉及環境工作溫度、防振動等指標，很難有足夠的證明表示產品符合合同或標書的要求，產品質量也沒有保證。

（2）行業內的企業對《LED顯示屏通用規范》中的安全要求（6.4）重視不夠。接地、安全標記、對地漏電流、抗電強度和溫升等指標對產品的安全和質量非常重要，如不合格將帶來人身傷害或其他災難性損害。按照國家有關標準的規定此類項目屬于強制性的致命缺陷，一經檢測不合格項就是不合格工程或產品。

（3）許多合同或標書引用術語不規范。不用《LED顯示屏通用規范》和《LED顯示屏測試方法》中已有的定義和標準。而引用其他的相關名稱和指標，造成無法正確檢測，在賣方市場的情況下，用戶作不利于制造商的解釋，從而造成不必要的麻煩和爭議。

（4）明確部分檢測或判別的項目目前無法檢測。委托單位，尤其是用戶對顯示屏的檢測寄予很大期望。例如發光管產地和質量的確認、顯示屏LED工作電流的檢測，視頻效果的評判、顯示屏總體質量的評價和顯示屏生產過程的檢測，這些用戶關心的項目目前無法滿足委托單位的要求，有待于完善標準，在以后工作中改進。

（5）目前的檢測工作，一般都放在安裝調試后進行，而檢測的部分內容應該放在生產過程和產品出廠前進行，不應該全部放在驗收或交付使用后進行。

（6）行業標準缺乏合理有效的質量檢測方法及合格判定標準。由于顯示屏是由數量眾多的顯示單元組成，考慮到現場的不確定因素，會出現顯示屏局部區域或部分指標（尤其是拼裝精度）達不到要求。因此需要引入合理的抽樣方法，使顯示屏的檢驗規則更合理    可行。

（7）企業應建立產品的企標和原材料、部件及顯示單元的檢驗規則，使顯示屏的最大亮度、視角、基色主波長誤差等指標在生產過程中得到保證。

（8）企業應建立質量檢驗機構和配備相應的質量檢驗設備。部分小企業無實施行業標準的儀器設備和專業人員，造成產品施工后第三方檢測數據與合同要求相差較大。

（9）企業應加強出廠檢驗。增加廠驗和工程竣工前的預檢。通過廠驗和竣工前的預檢可以自我糾正不合格項，使第三方或客戶的終驗順利過關。

（10）行業協會應建立更專業的檢測隊伍和配備相應的檢驗設備，培訓專業的檢測人員，以滿足市場和會員單位的檢測要求。

8．結束語

經過十幾年的努力，LED顯示屏行業得到了很大的發展，技術和質量水平提高迅速，LED顯示屏行業已基本形成了標準化體系的基本框架，企業標準化工作也有了很大進步。標準化工作對規范市場，提高行業產品質量水平，促進行業的整體發展起了重要的作用。行業的檢測工作也推動了行業的技術進步和質量提高。相信標準和檢測工作會得到越來越高的重視。