Vad är färgomfång?

Utvecklingen av LCD-skärmar har gått igenom flera stadier, inklusive uppgraderingen av bakgrundsbelysning från CCFL till LED-ljusremsor, omvandlingen av kroppen från tung till tunn, utvidgningen av färgomfång från ordinärt till högt färgomfång och vidareutveckling till kvantum. punktteknik, från icke-dimbar till regional dimning. Det har ständigt förbättrats för att ge bättre visuella effekter.

För användare som designers som har höga krav på färg är färgomfångsparametrarna för displayen avgörande. Därför, när du väljer en skärm, är färgomfångsparametrarna en mycket viktig faktor.

Den här artikeln kommer systematiskt att introducera definitionen och standarderna för displayens färgomfång, utforska olika vanliga metoder för att förbättra det höga färgomfånget genom bakgrundsbelysningsteknik och se fram emot framtidsutsikterna för displayteknik med högt färgomfång.

1. Definition av färgomfång

Färgomfång är färgrymd, färg hänvisar till färg och spektrum hänvisar till intervall, vilket är summan av allt synligt ljus. Det finns två sätt att representera det i tvådimensionellt rymd: 1) med hjälp av x, y-koordinatsystem (CIE 1931 icke-uniform kromaticitetsrymd); 2) använda u', v' koordinatsystem (CIE1976 enhetligt kromaticitetsutrymme). Positionen markerad med färg på kromaticitetsdiagrammet är det synliga ljusa färgområdet, som är en hästskoform.

Så vad är ett färgomfångskromaticitetsdiagram? Vi vet alla att rött, grönt och blått är de tre primärfärgerna, och vilken färg som helst som kan kännas igen av oss är en kombination av tre olika färgspektra.

1931 föreslog CIE International Illumination Association CIE-XYZ färgskala kromaticitetsdiagram, vilket är den färgspecifikation som vanligtvis används i branschen.

CIE-XYZ färgomfångets kromaticitetsdiagram visar omfånget av alla färger som det mänskliga ögat kan uppfatta. De horisontella och vertikala koordinaterna representerar stimulansvärdet, och färgomfånget består av en rak linje och en kurva. Våglängden för ljuset markerat på kurvan är i nm.

CIE-1931 färgomfångskromaticitetsdiagram

I figuren ovan representerar det inverterade "U"-formade området omgivet av prickade linjer färgomfånget som är synligt för blotta ögat. Trianglarna omgivna av de andra tre färglinjerna representerar färgintervallet som kan återställas av varje standard.

Faktum är att den mest avancerade bildskärmstekniken fortfarande inte fullt ut kan realisera alla färger i CIE-1931, så enligt tillämpningen inom fotografi, videografi, tryckning och andra områden har olika industrier formulerat motsvarande färgstandarder och valt specifika områden i CIE-1931 färgomfångskromaticitetsdiagram som skalor för att definiera en mängd olika färgomfångsstandarder.

2. 4 vanliga färgomfångsstandarder

För närvarande finns det generellt fyra vanligaste standarder för färgomfång för datorskärmar på marknaden, nämligen sRGB, NTSC, Adobe RGB och DCI-P3. Skillnaden är främst bredden på färgutbudet.

NTSC-färgomfånget anpassades av National Television Standards Committee i USA 1953. Syftet var att anpassa en uppsättning färgstandarder för CRT-färg-TV:n som just hade dykt upp vid den tiden. NTSC TV-standarden som de lanserade är en uppsättning radio- och tv-överföringsprotokoll, som används i radio- och tv-systemen i USA, Japan och andra länder. Detta innebär naturligtvis också att NTSC-färgrymden används mer i tv-branschen.

sRGB-färgrymden är en färgrymd som utvecklades gemensamt av Microsoft och HP 1996. På grund av den starka användarbasen i Windows stöder nästan alla vanliga enheter, från PC och Mac till kameror, skannrar, skrivare, projektorer, etc. sRGB. Färgrymden för det mesta innehållet på Internet, inklusive text, bilder och videor, är också baserad på sRGB.

Adobe RGB är en färgrymd som lanserades av den professionella mjukvarutillverkaren Adobe 1998. Den ursprungliga avsikten var att inkludera både sRGB (en färgrymd som vanligtvis används i datorer) och CMYK (en färgrymd som vanligtvis används vid utskrift), så att digitala bilder som tas kan inte bara visas och redigeras normalt på datorer, utan även skrivas ut med förlustfria och korrekta färger. Adobe RGB täcker ett bredare spektrum av färger än sRGB, och gynnas av designers, så det används i stor utsträckning inom professionell fotografering och postproduktion.

DCI-P3 är en färgrymd som används i digitala biografer, så den marknadsförs ofta som en "filmfärgrymd". Det är en färgomfångsstandard som domineras av mänsklig visuell upplevelse, som matchar hela färgomfånget som kan visas i filmscener så mycket som möjligt, och har ett bredare utbud av röda/gröna system. Den används för närvarande flitigt i Apple-produkter, så om du använder MAC, försök att välja en bildskärm med hög DCI-P3 färgtäckning för att uppnå bra resultat.

Rec. 2020 är en standard för brett färgomfång som är lämplig för HDTV och framtida 4K-TV.

3. Hur väljer man en skärm efter färgomfång?

Adobe RGB är en färgomfångsstandard som lanserats av Adobe. För användare inom fotoredigering, färggradering, videoredigering, tryckning och publicering, och användare med höga färgkrav, kan du vara mer uppmärksam på färgomfångsvisningen av Adobe RGB-värden.

sRGB-färgomfångsstandarden är en definition som föreslås för externa datorenheter. För vanlig kontors- och webbsurfning, köp bara sRGB-färgomfångsenheter.

NTSC, som TV-standard, har också det bredaste färgomfånget bland de tre. Så radio-, tv- och film- och tv-branschens utövare bland monitoranvändarna kan främst hänvisa till dess värderingar. Inom industrin för LCD-skärmar med flytande kristaller är den vanligtvis benchmarkad mot NTSC-färgomfångsstandarden.

DCI-P3 färgskala är lämplig för film- och tv-utövare.

För det fjärde, faktorer som påverkar storleken på färgomfånget

Två direkta faktorer som påverkar storleken på färgomfånget: färgfiltret (CF) som används på LCD-glaset; bakgrundsbelysning design.

Den remixas av R/G/B efter sändningen CF. Olika modeller av OC använder olika färgfilter, vilket kräver att vi använder olika LED-vitljusfärgområden för att justera vitpunktsfärgkoordinaterna på LCD-skärmen.

Bakgrundsbelysningsdesign kräver att spektrumtoppen för LED-vitljus RGB är nära RGB-filtertoppen för CF, och samtidigt är halvvågsbredden för RGB tre färger så smal som möjligt för att minska korseffekten av RGB, för att erhålla ett högre färgomfångsvärde.

Fem, vanliga metoder för att förbättra färgomfånget

Efter att LCD-glaset har bekräftats är även CF fixerad. Nyckelfaktorn för att förbättra färgomfånget på LCD-skärmen är bakgrundsbelysningen. I bakgrundsbelysningsdesignen finns det två sätt att förbättra färgomfånget:

LCD flytande kristaller i sig visar inte bilder. Anledningen till att bilder kan ses är att elektriska signaler måste läggas till den flytande kristallen och en bakgrundsbelysning krävs. I strukturen av flytande kristallglaset påverkas färgomfånget av färgfiltret (Color Filter, förkortat CF), som består av tre filter: rött, grönt och blått. Endast ljuskällor med ett spektrum nära filtret kan passera genom filtret. Efter att det vita LED-ljuset passerar genom CF erhålls ett nytt blandat vitt ljus.

1. Använd LED med högt färgomfång för att förbättra färgomfånget

Vitt ljus LED med vanlig färgskala består av blått ljuschip + Yag-pulver, och NTSC-färgomfånget är cirka 72%. Det finns många sätt att realisera LED med högt färgomfång. Följande är en jämförelse av respektive lösningar, se figuren nedan.

Chip + grönt pulver + ny röd pulverlösning, nyckeln till att realisera högt färgomfång LED ligger i valet av parametrar såsom toppvärdet och halvvågsbredden för färgpulvret. Färgpulverspektrumet väljs för att matcha färgfilterspektrumet, och halvvågsbredden på emissionsspektrumet är smal för att effektivt förbättra LED-färgomfånget.

Här fokuserar vi på det nya röda pudret KSF. KSF, KGF och KTF är alla fluoridfosforer, av vilka KSF är en kubisk kristall, och KGF och KTF är hexagonala kristaller. Nytt rött pulver (KSF) är kaliumfluorosilikat som exciteras av fyrvärt mangan, som används flitigt i LED med hög färgskala. KSF-fosforer är hygroskopiska och oxideras lätt.

Vid höga temperaturer genomgår de lätt reversibla kemiska reaktioner med vatten, och färgen på spalten ändras från orange till brun. Ljusstyrkan hos fluoridfosfor kommer att avta kraftigt under höga temperaturer, och den kan återgå till det normala efter att ha återgått till normal temperatur. På grund av egenskaperna hos fluoridfosfor är deras lagringsförhållanden mycket strikta, och det är nödvändigt att undvika skador på pulvret av temperatur och fuktighet; under appliceringsprocessen krävs material med god lufttäthet och värmeavledning, så LED-fäste och lim måste väljas målinriktat.

2. Använd kvantprickar för att förbättra färgomfånget

Kvantprickar är halvledarnanokristaller, och deras huvudkomponenter är: zink, kadmium, selen och svavelatomer. Quantum begränsar arean av elektroner och hål, vilket ger kvantprickar en diskret energinivåstruktur. Kvantprickar avger färgat ljus när de stimuleras av ljus eller elektricitet. Olika storlekar av kvantprickar kommer att göra att spektrumet av kvantprickar exciteras för att vara i olika band. Storleken eller olika komponenter av kvantprickar kan justeras efter behov, så att kvantprickar avger ett enda och symmetriskt spektrum.

De huvudsakliga egenskaperna hos kvantprickar är följande: nanokristaller med en partikelstorlek på 1 till 10 nm; kemiska reaktioner med vatten och syre kommer att orsaka fel; de kan avge ljus med en specifik frekvens under inverkan av elektricitet eller ljus, och oorganiska självlysande material är mer stabila än organiska självlysande material och har högre ljuseffektivitet; den självlysande färgen är enkel och ren, och halvvågsbredden är ultrasmal (mindre än eller lika med 35 nm); den praktiska tillämpningen är mycket användbar, och olika färger av ljus kan sändas ut genom att helt enkelt ändra storleken på kvantprickarna.

Ur ett miljöperspektiv delas kvantprickar in i två typer: kadmiumkvantprickar och kadmiumfria kvantprickar. För närvarande är kadmiumkvantprickar överlägsna kadmiumfria kvantprickar i färgomfång och ljuseffektivitet, och kostnaden för kadmiuminnehållande kvantprickar är relativt låg i höga färgomfångsdesignkostnader för bakgrundsbelysning. Innehållet av kadmium i quantum dots komponenter är relativt lågt och inom ramen för miljöskyddsbestämmelserna, så kadmium-innehållande quantum dots används i stor utsträckning inom industrin; Kadmiumfria kvantprickar är ofarliga och miljövänliga, och dess genombrott kommer att bli nästa utvecklingsriktning för kvantprickar.

Inom visningsteknikområdet inkluderar kvantprickarnas huvudsakliga tillämpningar två aspekter: baserat på de elektroluminescerande egenskaperna hos kvantprickar, utveckla kvantpunktsljusemitterande dioddisplayteknik, nämligen QLED; baserat på de fotoluminescerande egenskaperna hos kvantpunkter, gör kvantprickar till kvantfilmer eller kvantpunktsdiffusionsplattor och applicera dem på bakgrundsbelysningsteknik med högt färgomfång. När kvantprickar används i LED-förpackningar är problemen med värmeavledning och vatten- och syrebarriär svåra att lösa. När den appliceras på membran och diffusionsplattor blir displayeffekten bättre och tillförlitligheten starkare.

För det sjätte, utsikterna för bakgrundsbelysningsteknik med högt färgomfång

Upplösning och färgomfång är användarnas mest intuitiva känslor om en bildskärmsenhet. För närvarande har 4K/8K till viss del tillgodosett användarens behov av tydlighet, och färgomfånget kommer att vara den aktuella punkten som användarna kommer att fortsätta.

Förbättringen av färgomfånget gör att människor kan förstå enhetens färgvisningsfunktioner mer intuitivt, vilket avsevärt förbättrar användarens sensoriska upplevelse. Med utvecklingen av samhället och förbättringen av materialnivån förbättras också användarnas jakt på elektroniska produkter ständigt. Under de närmaste åren kommer andelen högt färgomfång att fortsätta att öka, och eran med hög färgomfång kan inledas.

发送反馈