目录：（测试目的与测试方法）
通用测试环境
亮度及亮度均匀性测试
对比度测试
视角测试
色域测试
色偏测试
色温测试
响应时间测试
闪烁测试（flicker）
泛绿测试
串扰测试（crosstalk）
残像测试
Gamma曲线测试
通用测试环境
显示器的光学特性包括亮度、亮度均匀性、对比度、视角和色度学参数。不同于 TFT电学特性测试，显示器光学特性测试有相应的国际、国内标准要求，规定了测试条件和方法。常用的标准有VESA、TCO和国标SJ等。
通用的测试条件如下:
(1)为避免环境光影响，通常需在暗室中进行，周围环境光照度≤1lux。
(2)测试环境的温度和湿度分别为25+2℃和50%+20%，大气压力在86~106kPa.
(3)被测样品一般需要经过约 30min 的点灯老化，使背光和样品都处于稳定状态。
(4)被测样品与测试镜头之间的距离:监控器(Monitor)及小尺寸样品需满足 500mm 距离2°测试角(见图8.10)或 1000mm 距离1°测试角(见图8.11)；电视整机测试距离需大于3倍显示器高度。
亮度及亮度均匀性测试
亮度测试，包括亮态亮度测试和暗态亮度测试。亮态亮度测试图像用全白画面，即最高的显示灰阶画面;暗态亮度测试用全黑图像，即最低的显示灰阶画面。两者均测试屏幕中心点的亮度。（取九点求平均的方法是错误的！！！！）
亮度均匀性测试:测量屏幕中心与边缘图像之间的亮态亮度差，一般采用9点测试法，即“田字格”测试法(中心点+周边8点)。周边8点到屏幕边界的距离分别不小于 W9(W指显示区宽度)和H/9(H指显示区高度)，如图8.12所示VESA 标准给出了均匀性的两种表示方法:
(1)最亮点亮度(Lumimax)与最暗点亮度(Lumimin)的比值，均匀性(Uniformity)的表达式为
(2)最暗点亮度与最亮点亮度的百分比，均性的表达式为
对比度测试
对比度(Contrast Ratio，CR)是指亮态亮度(Lumilight)和暗态亮度(Lumidark)的比值，反映了黑白可分辨的程度，是评价面板光学特性的一个重要指标，可直接使用亮态亮度和暗态亮度的测试数据进行计算得到，表达式为
视角测试
视角也被称为可视角，是指用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度。由于提供LCD显示器显示的光源经折射和反射后透射出时已有一定的方向性，在超出这一范围观看就会产生色彩失真现象，所以LCD显示器必须具备一定的可视角范围。
常用的视角测试方法为四方位亮度法，即测试上、下、左、右四个方向角度范围内的屏幕中心点的亮态亮度和暗态亮度，如图所示。
例如，右视角测试时，分别测试中心点从垂直视角到右零度视角范围内的亮态亮度和暗态亮度，分别计算各个角度上的对比度。VESA 标准中定义对比度大于10所对应的视角为可视角。国标SJ定义参考中央点亮态亮度下降到1/3 时的角度定义为可视角。两种方法判定视角的测试结果示例如图所示。
另外，VESA 标准中还给出了以四方位角内的色坐标(亮态、暗态、纯色画面下均可)、色温和垂直中心点的差异为判断依据定义视角的方法。其测试方法与四方位亮度法基本相同。
色域测试
色度是不包括亮度在内的颜色的性质，反映了颜色的色调和饱和度。国际照明协会(CIE)根据实验，将人的视觉系统对可见光内不同波长的辐射能所引发的感觉用红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)三原色的配色函数来加以记录，被称为C标准色度学系统，常用的有CE1931和CE1976色度学系统。
色域(Color Gamut，CG)代表显示器能显示的色彩范围，在色度空间的面积大小由红、绿和蓝三色来决定，用百分比表示。
测试方法如下:使用光谱光度计，分别测试R、G、B画面下中心点的光谱能量分布，进而得出三刺激值，换算成相应标准下的色度坐标(也可由光电积分测色仪器直接测量三刺激值或色度坐标)，计算其面积S，然后面积S除以相应标准规定的色度面积即为色域。有的色域标准是匹配型的，即在规定色坐标范围内的区域才有效。
标准不同，不仅换算出的色度坐标不同，而且标准规定的色度面积也不同，导致最后得到的色域值不同。常用的几种标准下的色域计算方法如下。
（1）NTSC(美国国家电视标准委员会)采用CIE1931标准，其色域计算公式为
式中，S是 NTSC 标准下R、G和B三基色色坐标所围成的三角形面积。显示器的色域目前一般都大于 68%。
（2）SJ国家标准采用CE1976标准，其色域计算公式为
式中，S是色度图上马蹄形面积(380~780nm)，国标要求显示器色域一般都大于 32%。
（2）SRGB是由微软联合爱普生、惠普等共同开发的一种彩色语言协议，是为了让显示、打印和扫描等各种计算机外部设备与应用软件对于色彩有一个共通的表述，消除不同显示系统在色彩还原上的原有差异而开发出来的一种定义色彩的标准方法，其色域计算公式为
下表列出了NTSC和SRGB 对应的色坐标值。
色偏测试
色偏是指色度存在差异，分为三种情况。
-
第一种情况是在同一视角下(一般为正视角)不同灰阶之间的色度差异;
-
第二种情况是同一灰阶下不同区域存在的色度差异;
-
第三种情况是同一灰阶下同区域，随着观测视角的变化，存在色度差异。
色偏的计算方法比较简单，首先计算出不同灰阶(灰阶A或灰阶B)或视角下(视角A或视角B)的色坐标值u'和v'，接着计算色偏：
对于第一种情况，VESA 标准定义的是比较各灰阶与最亮灰阶的色坐标差异(一般从最亮到最暗分为8个等级进行测试)；TCO标准定义的则是比较各个不同灰阶之间的色坐标差异(一般是从L45 开始,每间隔30个灰阶测一次,直到L255）
对于第二种情况,TCO 标准定义了具体的色偏测试方法:分别测试 0°和水平±30视角PL和PR位置的色坐标,代入上述色偏计算公式计算出其在0°、+30°和-30°的色偏。
对于第三种情况，各测试标准还没有明确的要求，只是面板制造企业为满足人们对显示品质的要求，测试同一灰阶、同一区域在不同视角下的色度差异。具体测试方法为:分别测试在方位角=0°、45°、90°和135°下视角范围内的水平视角和垂直视角的色度差异(均以0°视角时的色坐标为参照基准进行评价)，得到4个方位角方位上的色偏。
色温测试
色温(Color Temperature，CT)是指把黑体加热到不同温度所发出的不同光色来表达一个光源的颜色，被称为光源的颜色温度，简称色温。黑体在不同温度的光色变化在CIE1931色度图上形成的一个弧形轨迹叫普朗克轨迹或黑体轨迹。
色温的计算公式可以表达为
式中，
Wx和Wy是最亮白画面中心点的色坐标。
响应测试
1.静态灰阶响应时间测试
液晶显示器传统意义的响应时间测试，是指测试“黑-白-黑”灰阶变化的全程响应时间来表示液晶面板的响应速度。但是，由于日常看到的所有图像，都是灰阶变化的结果，仅用“黑-白-黑”灰阶变化的测量方式来表示已不能表达实际的意义，所以需要进行灰阶响应时间测试。
对于灰阶响应时间测试，各个标准都给出了测试要求。
(1)测试灰阶要求。TCO 规定了灰阶为 L0、L63、L127、L191和 L255 的响应时间。SJ标准定义以10%灰度为单位步长测任意两灰度级间变化的响应时间VESA FPDM 2.0并没有规定具体的灰阶。
(2)测试时间要求。各标准均定义相对电平10%和90%之间转换的时间为灰阶响应时间，包括上升时间(亮度由10%上升到90%所需时间)和下降时间(亮度由 90%下降到10%所需时间)。另外，IEC标准定义了开启(Turn On)和关闭(Turn off)时间，即相对电平0%~100%转换所需的时间;VESA标准定义了帧同步信号达到测试图中心像素所需的扫描时间。
(3)测试方法。各个标准的测试方法都基本一样，均是采用光电转换器件，将显示器灰阶亮度变化转化为电信号，完整记录亮度变化的过程，然后分别读取上升时间和下降时间。
(4)规格要求。TCO 要求每个灰阶转换的响应时间小于13ms。ISO要求升时间和下降时间之和小于 55ms。VSEA 和IEC 均没有具体规格要求。规格书中常见的 G-to-G 响应时间 8ms 是指所测试的各个灰阶之间的响应时间的平均值。
2. 动态响应时间测试
上述的灰阶响应时间是指一帧显示画面内(一个灰阶显示完整的时间段内)亮度上升或下降所需的时间，它无法反映出运动图像在屏幕上产生短暂残留影像的程度，因此需要进行动态响应时间测试。
动态响应时间测试方法:水平分布的两个灰阶画面从Li到Lj变化，并且从显示器左侧水平移动到右侧，两个灰阶画面过渡区域会产生一定宽度的模糊区(Blur)，利用平面滑动高速追踪摄影设备，量测Blur的像素数量和其移动速度用像素数量除以移动速度得到从 Li 到Lj的动态响应时间。
一般所讲的动态响应时间，是指各个灰阶之间的动态响应时间的平均值。从Li 到 Lj 和从Lj 到Li，两者的动态响应时间是不一样的,因此也都需要进行测试在 VESA 标准中，从 L255 到L0，分为7个等级进行测试，i,j=1,2,3,…,7。
闪烁测试
TFTLCD 在同一灰阶下交流驱动，输入信号会受耦合电容、漏电等因素影响造成正负帧的像素电压不对称，导致前后帧画面亮度不一致，产生闪烁(Flicker)现象。所以，就需要通过 Flicker 测试来确认和调整输入信号。
一般要根据驱动模式选择相对应的测试图案，比如采用1+2dot，使显示画面为一帧正、一帧负，能把正负帧的差异性凸显出来;并且通常选择人眼更为敏感的绿色画面和亮度较低的L127 灰阶进行测试。VESA 标准中给出了两种Flicker 的测试方法: JEITA 测试法和 FMA 测试法。
1.JEITA 测试法
JEITA 测试法就是将显示面板的刷新频率调整到其工作状态时的频率，采用频谱仪和光电转换设备，测试一帧内亮度随时间变化的曲线F(t)，通过快速傅里叶转换法，将其转换为亮度随频率变化的曲线F(ω)。然后，取与被测样品同频率下的 F(w)，如取 F(60Hz)和直流下的 F(0Hz)，再对 F(w)/ F(0Hz)取对数，即为 Flicker值，公式表达式为
该方法测得的 Flicker 值通常都比较小。即使视觉上闪烁差异比较大的不同样品，测试数据差异也会比较小，不容易获得感官认同，因此该方法在实际中并不常使用。
2. FMA 测试法
FMA(Flicker Modulation Amplitude，FMA)测试法的测试条件设定同 JEITA方法一样，通过光电转换器件将亮度转换为调幅的电信号，读取电压波形的最大值 Vmax和最小值 Vmin，并定性地认为(Vmax-Vmin)为交流成分,(Vmax+Vim)/2 为直流成分。Flicker 计算表达式为
该方法虽然是一个简单、粗略的判定方法，但它的测试数据与人的视觉感觉比较呈线性关系，且也有助于快速测试分析。
泛绿测试
显示器在特定显示图案下，会有显示画面颜色发绿的现象产生，即泛绿(Greenish)现象。这是因为人眼对绿光较蓝光和红光都更为敏感即使在红、绿、蓝三种信号水平相当的情况下，人眼看到的图像仍有发绿的现象
常用的测试图案有三种:1+2dot、1dot和2dot，如图所示，测试图案的灰阶一般选取L127。Greenish的测试方法为分别在这三种图案下，分别测试Greenish 图案和正常显示下L127 画面的 Wy，然后计算两者的差值:
串扰测试
串扰(Cross Talk)是指某一区域的画面会影响到另一区域的画面灰阶显示常见的有水平串扰和垂直串扰。水平串扰是指某一区域的显示画面影响了其左右两侧的画面灰阶显示，一般是由于公共电极coM 的电压波形受到该区域数据信号耦合影响而失真造成的。垂直串扰则是指某一区域的显示画面影响了其上下两侧的画面灰阶显示，一般是由于 TFT器件漏电流过大等因素导致该区域的数据信号会对其他行的像素电压产生影响，使其亮度发生变化。水平串扰和垂直串扰的画面示意如图 8.18所示。
串扰测试方法:先测试L127灰阶下显示区某一点(一般选取中心区域的上下左右四侧)的亮度LA，然后在这个画面的中心区域输入全黑图形，最后再测试同一位置上的亮度 LB，如图所示。串扰表达式为
为保证显示器的品质，串扰值一般要求不超过 2%。
残像测试
残像(image Sticking)测试是液晶显示器光学特性的可靠性测试项目之一。测试时用高对比度的黑灰阶(L0)白灰阶(L255)棋盘格图案进行老化点灯显示在一定时间后，测试全亮和全暗灰阶下原棋盘格影像残留的程度。残像老化的棋盘格图案和亮度测试位置如图所示。
测试方法(SJ标准):
(1)输入全白信号，测试P0、P1、P2,三点的亮度Lw0、Lw1、Lw2;
(2)输入全黑信号，测试P0、P1、P2三点的亮度LB0、LB1、LB2;
(3)输入棋盘格信号，老化一段时间(不同的厂家有不同的测试时间标准);
(4)再次输入全白信号，稳定5min，测试P0、P1、P2三点的亮度Kw0、Kw1、Kw2;
(5)再次输入全黑信号，稳定 5min，测试P0、P1、P2三点的亮度KB0、KB1、KB2;
(6)白格和黑格的残像表达式:
其中，测试点 P0、P1、P2的位置也可选在产生残像的区域，不局限于显示中心区
目前，只有SJ标准中定义了具体的测试方法，VESA 和TCO都没有定义由于该方法在实际操作中比较麻烦，因此在实际生产过程中通常采用人眼直接观察来对残像进行判定。
人眼判定方法比较简单，将显示面板用棋盘格信号老化一段时间后，然后切换至 L64/L127 等灰阶去观测残像，再按照一定的限度样本去定级。
Gamma测试
人眼对较暗的环境下亮度变化的敏感程度，要比在亮环境中高出许多倍。研究发现人眼的感觉与亮度之间存在关系为:人眼感觉近似正比与亮度的(1/γ)次方。这种人眼感觉与亮度之间的变化关系曲线就叫做Gamma(γ)曲线，通常Gamma 值大致在 2.0~2.4。
数据信号 8bit 的 TFT LCD显示器的亮度从0%~100%(透过率)划分成了L0~L255 共 256 个灰阶来表示。为满足人眼正确感知亮度的需求(人眼感觉亮度与灰阶输出的亮度一致性)，Gamma曲线公式可以表示为
透过率(亮度/总亮度)=(灰阶/灰阶总数) γ
为了更加直观表示，实际的Gamma曲线常用透过率-灰阶(T-L)的关系曲线图表示，如图所示。
Gamma曲线的测试方法如下:
(1)将液晶显示面板点亮老化半个小时,使其背光源和面板都处于稳定状态;
(2)依次测试面板在各个灰阶下的亮度;
(3)将测试的亮度转换为透过率(一般用除以最大亮度值表示)，便可得出Gamma 曲线;
(4)将灰阶也用百分比表示，然后用取对数的方法求出各点对应的Gamma值，再求平均值。
计算 Gamma 时,需注意不要使用端点的值。如果计算的 Gamma 值不在 2.0~2.4 范围内(一般取中心值 2.2 为基准)，则需要重新调整 PCB 上的 Gamma 电压电阻，重新进行 Gamma 校正。
