Какво е цветова гама?

Развитието на LCD екраните премина през няколко етапа, включително надграждане на подсветката от CCFL към LED светлинни ленти, трансформация на тялото от тежко към тънко, разширяване на цветовата гама от обикновена към висока цветова гама и по-нататъшно развитие към квантовата точкова технология, от недимируемо до регионално затъмняване. Той непрекъснато се подобрява, за да осигури по-добри визуални ефекти.

За потребители като дизайнери, които имат високи изисквания към цвета, параметрите на цветовата гама на дисплея са от решаващо значение. Следователно, когато избирате дисплей, параметрите на цветовата гама са много важно съображение.

Тази статия систематично ще въвежда дефиницията и стандартите на цветовата гама на дисплея, ще изследва различни основни методи за подобряване на широката цветова гама чрез технология за задно осветяване и ще очаква с нетърпение бъдещите перспективи на технологията за дисплей с висока цветова гама.

1. Определение на цветовата гама

Цветовата гама е цветово пространство, цветът се отнася до цвета, а гамата се отнася до диапазона, който е сумата от цялата видима светлина. Има два начина да го представите в двумерно пространство: 1) като използвате x, y координатна система (CIE 1931 неравномерно пространство за цветност); 2) използване на u', v' координатна система (CIE1976 равномерно пространство за цветност). Позицията, маркирана с цвят на диаграмата на пространството на цветността, е цветната област на видимата светлина, която е с форма на подкова.

И така, какво представлява диаграмата на цветността на цветовата гама? Всички знаем, че червеното, зеленото и синьото са трите основни цвята и всеки цвят, който можем да разпознаем, е комбинация от три различни цветови спектъра.

През 1931 г. Международната асоциация по осветление на CIE предложи диаграмата за цветност на цветовата гама CIE-XYZ, която е цветовата спецификация, често използвана в индустрията.

Диаграмата за цветност на цветовата гама CIE-XYZ показва диапазона от всички цветове, които човешкото око може да възприеме. Хоризонталните и вертикалните координати представляват стойността на стимула, а цветовата гама се състои от права линия и крива. Дължината на вълната на светлината, отбелязана върху кривата, е в nm.

CIE-1931 диаграма на цветността на цветовата гама

На фигурата по-горе обърнатата "U"-образна област, заобиколена от пунктирани линии, представлява цветовата гама, видима с просто око. Триъгълниците, заобиколени от другите три цветни линии, представляват цветовата гама, която може да бъде възстановена от всеки стандарт.

Всъщност най-напредналата технология на дисплея все още не може да реализира напълно всички цветове на CIE-1931, така че според приложението във фотографията, видеозаснемането, печата и други области, различни индустрии са формулирали съответни цветови стандарти и са избрали конкретни области в диаграмата на цветността на цветовата гама CIE-1931 като скали за определяне на различни стандарти за цветова гама.

2. 4 общи стандарта за цветова гама

Понастоящем на пазара обикновено има четири най-често срещани стандарта за цветова гама на екрана на компютърен монитор, а именно sRGB, NTSC, Adobe RGB и DCI-P3. Разликата е основно в широчината на обхванатата цветова гама.

Цветовата гама NTSC беше персонализирана от Националния комитет по телевизионни стандарти на Съединените щати през 1953 г. Целта беше да се персонализира набор от цветови стандарти за цветния телевизор с CRT, който току-що се появи по това време. Телевизионният стандарт NTSC, който те пуснаха, е набор от протоколи за радио и телевизионно предаване, които се използват в радио и телевизионните системи на Съединените щати, Япония и други страни. Разбира се, това също означава, че цветовото пространство NTSC се използва повече в телевизионната индустрия.

Цветовото пространство sRGB е цветово пространство, разработено съвместно от Microsoft и HP през 1996 г. Поради силната потребителска база на Windows, почти всички масови устройства, от персонални компютри и Mac до камери, скенери, принтери, проектори и т.н., поддържат sRGB. Цветовото пространство на повечето съдържание в Интернет, включително текст, картини и видеоклипове, също е базирано на sRGB.

Adobe RGB е цветово пространство, пуснато от производителя на професионален софтуер Adobe през 1998 г. Първоначалното намерение беше да се включат както sRGB (цветно пространство, често използвано в компютрите), така и CMYK (цветово пространство, често използвано при печат), така че направените цифрови снимки да могат не само да се показват и редактират нормално на компютри, но и да се отпечатват с правилни цветове без загуба. Adobe RGB покрива по-широк диапазон от цветове от sRGB и е предпочитан от дизайнерите, така че се използва широко в професионалната фотография и постпродукцията.

DCI-P3 е цветово пространство, използвано в цифровите кина, така че често се популяризира като „филмово цветово пространство“. Това е стандарт за цветова гама, доминиран от човешкото визуално изживяване, който съответства на пълната цветова гама, която може да бъде показана във филмови сцени, доколкото е възможно, и има по-широк диапазон от червени/зелени системи. В момента се използва широко в продуктите на Apple, така че ако използвате MAC, опитайте се да изберете монитор с високо DCI-P3 цветово покритие, за да постигнете добри резултати.

Rec. 2020 е стандарт за широка цветова гама, подходящ за HD телевизори и бъдещи 4K телевизори.

3. Как да изберем екран по цветова гама?

Adobe RGB е стандарт за цветова гама, пуснат от Adobe. За потребители в индустриите за редактиране на снимки, градиране на цветове, редактиране на видео, печат и издателство, както и потребители с високи изисквания към цветовете, можете да обърнете повече внимание на показването на цветовата гама на стойностите на Adobe RGB.

Стандартът за цветова гама sRGB е дефиниция, предложена за външни компютърни устройства. За обикновено сърфиране в офис и уеб, просто купете sRGB устройства с цветова гама.

NTSC, като телевизионен стандарт, също има най-широката цветова гама сред трите. Така че практикуващите радио, телевизия и филмова и телевизионна индустрия сред потребителите на монитори могат да се позовават главно на неговите ценности. В индустрията на LCD течнокристалните дисплеи обикновено се сравнява със стандарта за цветова гама NTSC.

Цветовата гама DCI-P3 е подходяща за практикуващи кино и телевизия.

Четвърто, фактори, влияещи върху размера на цветовата гама

Два преки фактора, влияещи върху размера на цветовата гама: цветният филтър (CF), използван върху LCD стъклото; дизайн на фоновото осветление.

Той се ремиксира от R/G/B след CF на предаване. Различните модели на OC използват различни цветови филтри, което изисква да използваме различни области на LED бяла светлина, за да регулираме цветовите координати на бялата точка на LCD дисплея.

Дизайнът на фоновото осветление изисква пикът на спектъра на бялата LED светлина RGB да е близо до пика на RGB филтъра на CF и в същото време ширината на полувълната на трите RGB цвята да е възможно най-тясна, за да се намали кръстосаният ефект на RGB, така че да се получи по-висока стойност на цветовата гама.

Пет общи метода за подобряване на цветовата гама

След като LCD стъклото се потвърди, CF също се фиксира. Ключовият фактор за подобряване на цветовата гама на LCD дисплея е подсветката. В дизайна на подсветката има два начина за подобряване на цветовата гама:

Самият LCD течен кристал не показва изображения. Причината, поради която изображенията могат да се видят, е, че трябва да се добавят електрически сигнали към течния кристал и е необходима подсветка. В структурата на течнокристалното стъкло цветовата гама се влияе от цветния филтър (Color Filter, съкратено CF), който се състои от три филтъра: червен, зелен и син. Само източници на светлина със спектър, близък до филтъра, могат да преминат през филтъра. След като LED бялата светлина премине през CF, се получава нова смесена бяла светлина.

1. Използвайте LED с висока цветова гама, за да подобрите цветовата гама

Светодиодът с бяла светлина с обикновена цветова гама е съставен от чип със синя светлина + Yag прах, а цветовата гама NTSC е около 72%. Има много начини за реализиране на LED с висока цветова гама. Следва сравнение на съответните решения, вижте фигурата по-долу.

Чип + зелен прах + ново решение за червен прах, ключът към реализирането на LED с висока цветова гама се крие в избора на параметри като пиковата стойност и ширината на полувълната на цветния прах. Спектърът на цветния прах е избран така, че да съответства на спектъра на цветния филтър, а ширината на полувълната на емисионния спектър е тясна, така че ефективно да се подобри цветовата гама на LED.

Тук се фокусираме върху новия червен прах KSF. KSF, KGF и KTF са всички флуоридни фосфори, от които KSF е кубичен кристал, а KGF и KTF са шестоъгълни кристали. Новият червен прах (KSF) е калиев флуоросиликат, възбуден от четиривалентен манган, който се използва широко в LED с висока цветова гама. KSF Phosphors са хигроскопични и лесно се окисляват.

При високи температури те лесно се подлагат на обратими химични реакции с вода, а цветът на разцепването се променя от оранжев на кафяв. Яркостта на флуоридните фосфори ще намалее значително при условия на висока температура и може да се върне към нормалното след връщане към нормалната температура. Поради характеристиките на флуоридните луминофори, условията за тяхното съхранение са много строги и е необходимо да се избягва повреда на праха от температура и влажност; по време на процеса на нанасяне се изискват материали с добра въздухонепроницаемост и разсейване на топлината, така че LED скобата и лепилото трябва да бъдат избрани целенасочено.

2. Използвайте квантови точки, за да подобрите цветовата гама

Квантовите точки са полупроводникови нанокристали, като основните им компоненти са: цинк, кадмий, селен и серни атоми. Quantum ограничава областта на електроните и дупките, придавайки на квантовите точки дискретна структура на енергийно ниво. Квантовите точки излъчват цветна светлина, когато се стимулират от светлина или електричество. Различните размери на квантовите точки ще накарат спектъра на квантовите точки да бъде възбуден, за да бъде в различни ленти. Размерът или различните компоненти на квантовите точки могат да се регулират според нуждите, така че квантовите точки да излъчват единичен и симетричен спектър.

Основните характеристики на квантовите точки са следните: нанокристали с размер на частиците от 1 до 10 nm; химичните реакции с вода и кислород ще причинят повреда; те могат да излъчват светлина с определена честота под действието на електричество или светлина, а неорганичните луминесцентни материали са по-стабилни от органичните луминесцентни материали и имат по-висока светлинна ефективност; луминесцентният цвят е единичен и чист, а ширината на полувълната е ултра-тясна (по-малко или равно на 35 nm); практическото приложение е много оперативно и различни цветове на светлината могат да бъдат излъчвани чрез проста промяна на размера на квантовите точки.

От екологична гледна точка квантовите точки се разделят на два вида: кадмиеви квантови точки и квантови точки без кадмий. Понастоящем кадмиевите квантови точки превъзхождат квантовите точки без кадмий по отношение на цветовата гама и светлинната ефективност, а цената на съдържащите кадмий квантови точки е сравнително ниска при разходите за проектиране на подсветка с висока цветова гама. Съдържанието на кадмий в компонентите на квантовите точки е сравнително ниско и е в обхвата на разпоредбите за опазване на околната среда, така че съдържащите кадмий квантови точки се използват широко в индустрията; Квантовите точки без кадмий са безвредни и екологично чисти и неговият пробив ще бъде следващата посока на развитие на квантовите точки.

В областта на технологията на дисплея основните приложения на квантовите точки включват два аспекта: въз основа на електролуминесцентните свойства на квантовите точки, разработване на технология за дисплеи с квантови точки, излъчващи светлина, а именно QLED; въз основа на фотолуминесцентните свойства на квантовите точки, направете квантови точки в квантови филми или дифузионни плочи с квантови точки и ги приложете към технология за фоново осветяване с висока цветова гама. Когато квантовите точки се използват в LED опаковките, проблемите с разсейването на топлината и водната и кислородната бариера са трудни за решаване. Когато се прилага върху мембрани и дифузионни плочи, ефектът на дисплея е по-добър и надеждността е по-силна.

Шесто, перспективите на технологията за задно осветяване с висока цветова гама

Разделителната способност и цветовата гама са най-интуитивните усещания на потребителите за дисплейно устройство. Понастоящем 4K/8K отговаря на нуждите на потребителя от яснота до известна степен и цветовата гама ще бъде горещата точка, която потребителите ще преследват след това.

Подобряването на цветовата гама позволява на хората да разбират по-интуитивно възможностите на цветния дисплей на устройството, което значително подобрява сетивното изживяване на потребителя. С развитието на обществото и подобряването на материалното ниво стремежът на потребителите към електронни продукти също непрекъснато се подобрява. През следващите няколко години делът на широката цветова гама ще продължи да се увеличава и може да настъпи ерата на дисплея с висока цветова гама.

发送反馈