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Licht und Farbe von Displays

Displays sind Schlüsselkomponenten zur visuellen Informationsvermittlung. Mit fortschreitender Displaytechnik - von organischen Leuchtdioden über Halbleiterlaser bis zu Mikrospiegelfeldern - wachsen zugleich die metrologischen Anforderungen, die wichtigsten Kenngrößen bei gleichzeitig verringerter Messunsicherheit zu bestimmen. Mit einem neuen Messplatz der PTB werden hierzu Messverfahren entwickelt und Transfernormale optimiert, die an die spezifischen Eigenschaften moderner Display-Strukturen angepasst sind.

Zirkular-Roboter für die Bewegung eines Photometers oder Spektroradiometers in der Hemisphäre vor einem Display zur Bestimmung der Werte von photo- und colorimetrischen Kenngrößen und deren Winkelabhängigkeit. Eingezeichnet ist zusätzlich die Leuchtdichte als Funktion des Betrachtungswinkels, gemessen in einer horizontalen Ebene vor einem "weißgesteuerten" Display (TFT-Display eines Laptop), mit erkennbar stark abnehmender "Helligkeit" am Rand des Betrachtungsbereichs.

In der PTB wurde ein Display-Messplatz entwickelt, der mit dem Arm eines Zirkular-Roboters photometrische und colorimetrische Messgeräte zum Display ausrichtet und in der Hemisphäre davor bewegt. Der Arm hat vier Drehachsen und erlaubt Messungen mit Radien bis zu 0,8 m, wobei beliebige Messpositionen oder -bahnen wählbar sind. Mit einem Leuchtdichtemessgerät bzw. einem kompakten CCD-Spektroradiometer werden für Teilflächen winkelabhängig die Mittelwerte der Leuchtdichte und der relativen spektralen Verteilung gemessen. Daraus werden Farbortkoordinaten, Farbsättigung und ähnlichste Farbtemperatur sowie Leuchtdichte- und Farbkontraste errechnet. Bei der Erfassung der Werte für die optischen Größen und von Ort, Richtung sowie von Betriebs- und Umgebungsbedingungen werden zusätzlich die Messzeitpunkte als "Zeitstempel" mitgespeichert und bei der gemeinsamen Auswertung zur "Synchronisation" verwendet.

Mit dem neuen Messplatz können zugleich mehrdimensionale Einflussgrößen wie Polarisation, zeitliche Modulation, Winkel- und Ortsabhängigkeit einschließlich der Rückwirkung thermischer und magnetischer Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden. Damit kann die Messung photo- und colorimetrischer Kenngrößen von Displays auf die nationalen Normale rückgeführt werden, die durch internationale Vereinbarungen als "äquivalent" anerkannt sind. So wird insbesondere bei medizinischen, verkehrstechnischen und sicherheitsrelevanten Anwendungen die globale Vermarktung unter Einhaltung strenger Vorschriften gesichert. Entwicklungsziel sind neue Transfernormale, die z. B. in der Form von modifizierten Displays mit stabilisierenden Zusatzmaßnahmen - optische Rückkopplung und detailliert vorgeschriebenem Messverfahren - den Anwendern zur verbesserten Produktions- und Qualitätskontrolle verfügbar gemacht werden.

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