度学在平板显示技术中的应用
浙江大学光电系 姚军
平板显示器作为信息显示终端，其光特性是非常重要的技术指标。如亮度、对比度、颜均匀性、温、视角特性等。如何理解这些指标对平板显示器的意义和作用，如何更好地调节平板显示器的光特性，则需要了解相关的度学知识。
1. 人眼的度特性和度学基础
人眼的度特性是所有光测量的基础。物理测量的结果最终要同人眼的观察结果一致。国际照明委员会CIE 负责制定标准人眼的光谱光视特性。
（1）标准人眼的光谱光视函数：CIE1931标准度观察者光谱三刺激值。利用这个函数，统一了世界各国颜测量结果的一致性和准确性。
图1-1 CIE1931标准度观察者三刺激值曲线
∫∫==λλτλλϕλλλϕd S C d x k X x x )()()())(780
380 ∫∫==λλτλλϕλλλϕd S C d y k Y y y )()()())(780
380 1 ∫∫==λλτλλϕλλλϕd S C d z k Z z z )()()()()(780
380 式中，k 、、、是常数。x C y C z C )(λτx 、)(λτy 、)(λτz 为覆盖在探测器上的滤片的光谱透射比，与探测器的光谱灵敏度()λS 。若待测彩电视机的相对光谱功率分布为)(λϕ，由上式得到了颜三刺激值之后，就可以由下式求出该颜在CIE 度坐标系统中的品坐标值：
X x X Y Z =
++ 2 Y y X Y Z
=++ 刺激值Y 被定义为被测目标的亮度。 对盲的人来讲，只有)λy 一个视觉响应，只能分辨出亮度，分不出颜。
有x+y+z=1。X,x 主要代表红R ，y 代表绿G ，Zz 代表蓝B 。改变蓝B 对亮度影响小，对坐标xy 均有影响。一般改变蓝来改变颜的温。如增加蓝，坐标xy 同时减小，温增加。减少蓝，坐标xy 同时增加，温减小。
图1-2 CIE1931xyz 度图
（2）明度、调、饱和度
明度是人眼感觉到的物体的明亮程度，与物体的反射比和透射比有关。明度同亮度Y是一致的。
调表示了各种颜，以主波长来表示调，以中心白O点与颜C的连线与单颜的交点处的波长表示。
饱和度表示了颜的纯度，表示光谱与白光的混合程度。饱和度越小，离白越近，饱和度越大，离光谱线越近。光谱具有最大的饱和度。
对电视来讲，增加白，就可以减小颜的饱和度。
（3）加混原理
1）人眼只能分辨出颜的三种变化，即明度、调和饱和度。
2）由几个成分组成的加混中，如果一个颜连续变化，则混合的颜也连续变化。
3）在加混中，混合取决于参加混合的颜外貌，与它们的光谱组成无关。混合的总亮度等于参
加混合的各颜亮度之和。
电视一般使用三原来混合各种颜。要求三原在度图上组成的三角形的面积越大越好。在三角形面积之内的颜是利用三原可以复现的颜，在三角形面积之外的颜，三原无法复现。目前有一个指标来考核平板电视三原的三角形面积，域覆盖率。
如使用LED背光做发光源，同样可以实现三原的混。但正如LED用于照明所面临的问题，由于LED的光谱窄，当在黑暗中观看电视时，电视的光照射到物体上时，由于物体对特定光谱的吸收和反射，可能引起环境颜的变化。因此要用宽光谱的LED背光。
（4）均匀颜空间
人眼对不同的颜的敏感程度是不一样的。对430nm附近的蓝和650nm附近的红敏感差。当两颜产品的品坐标误差&x和&y相同时，一个颜是符合要求的，另一个颜可能误差就很大了。CIE1931xyz颜空间有一个大的缺陷，
在计算差时，各颜区间允许的误差是不一样。为了统一颜的计算和比较，CIE 又推出了均匀颜空间。
CIE1931颜空间与CIE1960均匀品图UCS 以及CIE1976均匀颜空间的关系如下：
41536153X u X Y Z Y v X Y Z ⎫
=⎪⎪++⎬⎪=⎪++⎭
1960uv 空间 42123x u x y =
−++ 6212y v x y =3
−++ u’=u
v’=1.5v 1976 u’、v’ 空间
电视机做显示器
图1-3 CIE1976均匀颜空间品图
CIE 1976比CIE 1960能够更精确地测量的评价颜的差别。目前新的国际均采用CIE 1976均匀颜空间来评价颜的误差。要求颜误差Δu’,Δv’小于某一值。而不再使用Δx,Δy或ΔJND来评价颜误差。
(5) 温、相关温
用坐标来表示颜不够直观，常常用黑体的温度来表示颜。如果该颜位于黑体的品坐标轨迹上，该黑体的温度就是该颜的温。如果该颜位于黑体轨迹的垂直线上，垂直线上各点的相关温就是交点黑体的温度。温越低，红就越多，蓝就越少。温越高，蓝就越多。具有相同相关温的颜有许多种。如相关温为9300K，还无法确定颜的品坐标。只能确定颜的大致区域。目
前国际规定了两个相关温的品坐标：
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