用于平板显示器的RGB LED

文章摘要：LED背光变得比CCFL还常用。带有RGB LED背光的LCD显示器面板可以实现出色的色彩还原，加强了观看体验。跟一般的CCFL不同，RGB LED扩展了可视色彩的范围。CCFL背光显示器的色域（频谱）有限，并且色彩鲜艳度不足，见图1。CCFL覆盖NTSC色域约为80%，而RGB可以覆盖NTSC色域则高达110%，实现了更精确的图像还原。 通过使用3个单色光源（如蓝色、绿色和红色激光），可以实现最大的色域。查看频谱时，我们可以发现激光在380nm、520nm和700nm波长处均有一个很窄的能量带。能量带越窄，它越接近CIE蹄形的边缘，因此色域越大。 白光LED vs. CCFL 白光LED背光

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LED背光变得比CCFL还常用。带有RGB LED背光的LCD显示器面板可以实现出色的色彩还原，加强了观看体验。跟一般的CCFL不同，RGB LED扩展了可视色彩的范围。CCFL背光显示器的色域（频谱）有限，并且色彩鲜艳度不足，见图1。CCFL覆盖NTSC色域约为80%，而RGB可以覆盖NTSC色域则高达110%，实现了更精确的图像还原。

通过使用3个单色光源（如蓝色、绿色和红色激光），可以实现最大的色域。查看频谱时，我们可以发现激光在380nm、520nm和700nm波长处均有一个很窄的能量带。能量带越窄，它越接近CIE蹄形的边缘，因此色域越大。

白光LED vs. CCFL

白光LED背光特别适合于手持式和移动显示器面板，因为它具有小型化、易于驱动、对机械应力不敏感的特性，寿命是其他产品的2倍。并且，白光LED发光效率的迅速提高使其成了为较大型的显示器面板（如笔记本面板、LCD监视器和电视）提供背光的理想之选。白光LED实现了100流明/瓦的效率，是广泛使用的荧光灯的2倍。

但是，白光LED也有色域方面的劣势，因为白光LED等同于一个宽带光源。白光LED是一个覆有荧光体的蓝色二极管，可以将一部分蓝光转换成黄光。蓝色和黄色频带分别在445nm和540nm处达到最大值。组合频谱被视为白光，见图2。为了实现较大的色域，在原色处光源必须由窄带组成。

为何使用RGB LED？

RGB LED只需要单色光源的一小部分成本即可提供窄带频谱（图3a）。CCFL是一种宽带光源，发出的宽色谱如图3b所示。虽然人眼将CCFL和组合RGB频谱都视为白光，但是CCFL的宽光谱范围限制了面板显示器的色域，因为它杂有多余色彩，如橙色、黄色和青色，还可以通过将原色过滤成较窄的频谱来改善色域。但是，色彩过滤极大地削弱了光的数量，降低了总亮度。现在，色彩过滤并不实用。

RGB LED不但改善了色域，还提高了效率，因为RGB LED只发出所需的光能——红色、绿色和蓝色。宽带光源（如白光LED和CCFL）具有相对较多的多余色彩，损害了色域，因而导致效率降低。

因为可以单独驱动各个色彩，所以可以校正白点或者RGB LED的合成色温，而CCFL和白光LED则具有固定的白点。

RGB LED增加了驱动的复杂度。首先，随着时间的推移，存在着老化效应或流明损耗（用一定时间内流明输出的变化来计量）。当由恒定电流驱动时，大多数光源都会变暗。对于白光LED和CCFL而言，可以通过用更大的电流对其进行驱动来轻松补偿老化引起的光损耗。RGB LED则不这样。这就更复杂了，因为每种颜色的损耗率都不同，见图4。使用1年以后，红光和绿光LED一般会变暗10%，而蓝光LED则损耗70%。因此，当用恒定电流驱动时，RGB LED的色温和流明都会随着时间的流逝而降低。在用更大的电流进行补偿之前，要分别确定每种颜色的光损耗。否则，色温或白点都会改变。光损耗的补偿方法图5所示。

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