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电光显示器性能测量与等级鉴定 　　摘要：自1970年代液晶显示器面世以来，显示器度量专家们就一直致力于开发能够精确测量液晶显示器性能的系统，这是一个持续开发过程。本文详细叙述了专家们的艰苦历程以及当今的发展状况。 　　关键词：液晶显示器；测量；电光性能 　　中图分类号：TN873+.3文献标识码：A 　　 　　Measuring and Rating electro-Optical Display Performance 　　Jürgen Laur 　　（Sales and Marketing Dept. at AUTRONIC-MELCHERS GmbH, Karlsruhe 76229, Germany） 　　Abstract: From the moment that LCDs were introduced in the 1970s, display metrologists have worked hard to develop systems to accurately measure their performance, a constantly evolving process. This article details the history of those efforts as well as the current state of the art. 　　Keywords:LCD；measuring；electro-optical performance 　　 　　液晶显示器（LCD）从1970年代开始发展并兴盛起来。在以便携式计算器及腕表形式首次亮相之后，LCD首先为便携式电脑开创了一个视觉界面基础，随后便是台式电脑显示器。LCD使得移动电话成为能提供视频及电视内容的真正手持式设备，而它最近的成功应用则是起居室使用的大面积LCD电视以及家庭影院。 　　显示器度量仪器是伴随着LCD性能的进步而发展起来的。本文总结了显示器度量仪器在过去25年之间的演变过程。与此有关的一个有力例证就是扭曲向列相LCD（TN-LCD）的发展。 　　几乎在研究液晶在实际结构中的电光效应的同时，人们就明白TN-LCD有一些特殊的特征，包括对比度随着视角不同而变化，以及像素单元和材料参数对对比度的影响。对于TN-LCD性能的系统性、实验性的优化而言，测量对LCD特性的精确描述就变得不可或缺了。 　　首先需要建立配备可变光源和在不同视角显示测角读数的探测器的专门实验室。然后是以干涉模式进行观察，用于分析不同视角下透射率和对比度变化的偏振显微镜，成为最普遍采用的仪器设备[1-2]。这种方法能对不同视角的图像进行直接观察，但要进行定量测量时非常麻烦，需要对显微镜进行特别修正[1-2]。 　　1977年，在Braun公司[3]工作的Kurt Fahren- schon建议以Dieter Mlynski教授为院长的卡尔斯鲁厄大学的电磁理论与度量学研究所加入能???TN-LCD进行所需特性测量仪器的研发行列。由于当时大多数LCD采取反射工作模式，因此必须要设计一个照明器件，这样在对被测器件的扇形视角区域进行扫描时能够提供各向同性的照明。 　　最终这种仪器被Kurt Fahrenschon用在他的实验室，而且他得到的测量结果以论文形式发表在1979年《Displays》杂志上[4]（参见图1和图2）。图1中，(A, B) 是可以分别调整倾斜度和方位角的机械旋转平台；(C)为测量目标；(D) 用于弥散半球照明的光纤束(E) 为对测量区域成像的显微镜，并配有光圈快门（G）和探测器（F）。光源通过机械挡板（H）产生，探测频率与遮挡频率锁定。 　　 　　图1 1979年卡尔斯鲁厄大学研发的第一台DMS草图 　　 　　图2 第一幅对比度等值曲线图 　　 　　图3 1990年autronic-Melchers GmbH公司制造的DMS-500 　　 　　图2是世界上第一幅对比度等值曲线图（有时候又称等对比度图，因为图中每条线的对比度都相等，也即为对比度等值曲线），通过DMS原型机测量得来，发表于1979年[4]。进行测量时采用的电压分别为阈值电压Vth的1.5倍、4倍和8倍。 　　最初这台仪器关注的是不同方向的对比度分布情况的测量，有点类似于Barna的功能[5]。1980年代初，这台仪器配备了一些新的功能，变成了第一台由电脑控制能自动测量LCD整套光电特性参数的仪器。自1985年开始，这台仪器由德国卡尔斯鲁厄的autronic GmbH公司制造并推向市场，而自1993年该公司变成了AUTRONIC-MELCHERS GmbH公司。图3为1990年autronic-Melchers GmbH公司制造的DM