利用 RBG-LCD 背光灯的多领域 IPS-LCD 的色彩转换缩减

1. 利用RBG-LCD背光灯的多领域IPS-LCD的色彩转换缩减利用RBG-LCD背光灯的多领域IPS-LCD的色彩转换缩减 • Color shift reduction of a multi-domain IPSLCD • using RGB-LED backlight

2. 摘要 • 色域和静态和动态彩色轮班一个multidomain在平面开关晶体液晶显示器（液晶显示器的IPS ）是定量计算使用的RGB （红色，绿色和蓝色）有机电致发光二极管（ LED ）和冷阴极荧光灯（冷阴极灯管）背光。仿真结果表明，该LED背光展品更广泛的色域，更好地角色彩均匀， 2 - 4倍较小的静态和动态的颜色变化较CCFL的系统

3. 1绪论 • 使用发光二极管（ LED ）阵列作为背光单元，为液晶显示器（ LCD ）正在迅速在手机，电脑显示器，和电视中广泛应用。LED提供在各种冷光源上提供强大的支持，包括高色度，可调背景颜色，红，绿，蓝三种颜色的控制等等，还有能够减少亮度变化所带来的各种不利因素，提供更宽的比对度可调等级。 • 为高端LCD显示器和电视机，小的颜色变化，快速响应时间，宽视角，高对比度，高光学效率是主要的技术挑战 。为了实现这些目标，多领域，在平面开关（的IPS ）的LCD已开发。这种多域的IPS液晶显示器提供了一个减少颜色的转变下，白色CCFL的背光在斜入射角。 • 虽然主导的优势，实现了，但至今没有定量的结果已中详细报告。在本文中，我们比较色域和静态和动态颜色的变化多网域的IPS液晶显示器用LED和CCFL的背光源。静态的色彩转变是特别重要的液晶显示器，而动态的颜色转变是至关重要的LCD电视。

4. 2色彩转换建模 • 在历史上颜色科学，几种方法和模式，已发展到分析显示彩色图像。通常情况下，他们分成两组。第一种方法是谱方法哪些措施波长组成的光离开显示面板。这种方法提供了一个绝对的描述颜色属性的对象，诸如如何，它放射出反映，或传送在不同波长在可见光谱范围的。第二种方法是三刺激的方法，基本上是一个threevalued系统模型的外观颜色，人眼。这种方法，建立和发展由委员会，国际l' éclairage （上海）有限公司，需要包括规格，观察员，光源，设备和其他方面的观景条件。

5. 2.1CIE1931的三色值和染色体相配 • 该CIE开设XYZ色彩空间的定义，所有的颜色而言，三虚初选的X ， Y和Z的基础上，人类视觉系统。有关的X ， Y ， z三刺激值的颜色刺激（ S （下λ ） ）代表亮度或明度的颜色表示

6. 由于在X ， Y和Z三刺激值是不容易解释，所以这是很难说是什么颜色，他们指定，色度坐标的X ， Y ， z已介绍了CIE开设在以下几种形式

7. 2．2CIE1976统一染色衡量标准图表 • 以获取合理的等距色度尺度优于CIE开设1931图，从此在1976年统一色度规模（ ucs ）图，这也是所谓的（ u ' ，五' ）图已提交。 （ u ' ，五' ）的坐标，是与该（的X ， Y ）坐标由下列方程：

8. 2.3基于CIE色彩差异均衡的色彩转换 • 颜色的转变是一个重要的参数，以确定色彩均匀一个LCD面板。角依赖色彩均匀一个LCD显示器通常是衡量一分光仪与能力介绍u '和V '坐标时，监察颜色是定于全光亮状态。色度坐标u '和V '来衡量，在视觉上最颜色偏离等领域的水平和垂直方向的一LCD面板。 • 在等式3的基础上。 （ 3 ） ， δ u'v '在任何两个职位（ 1和2 ）可以计算使用下列公式

9. 3IPS-LCD设备和仿真逼近 • 3.1设备结构和工作原理 • 图1显示装置的结构及其工作原理，模拟多域的IPS液晶显示器。积极和消极两介电各向异性（ δε ）立法会的材料都可以使用。在图。 1款（ a ） ，摩擦的方向是一套沿垂直方向和立法会的董事是不结盟均匀，对玻璃基板。雪佛龙状电极有一个弯曲的角度来看， α ，这是定为之间的夹角雪佛龙手臂的延伸方向和垂直方向。一系列的雪佛龙形电极或者安排，形成跨数字电极在同一基板作为共同电极和像素电极，分别为，这是连接到薄薄膜晶体管在一个实际的LCD设备 • 在图。 1的b中 ，传输轴的线性偏振底部附近的基板是平行向法线方向对齐（即摩擦）的方向。当没有电压的应用，入射光是完全阻断交叉偏振片，结果在一个正常的黑色。当外加电压超过Freedericksz转变的门槛，横向电场之间的电极，显示为抛物线，能够调整立法会董事。

11. 作为一个例子，我们模拟雪佛龙形多域的IPS液晶显示器使用，默克积极立法会的材料，MLC- 6692 。其物理性质归纳如下： γ1 = 0.1Pa⋅ s ， δε = 10.3 ， k11 = 9.6pN， k22 = 6.1pN， k33 = 14.1pN，并δ每组0.085在λ = 550 nm左右。双折射色散对LC物质在每个波长的光源是包括在计算使用以下公式：

12. 3.2仿真逼近和光学计算 • 模拟序列，以获取动态的3 D-LC分布第一，然后计算出详细的电光的液晶显示器。我们已制定了一个3维模拟计算LC的分布，结合有限元方法和有限差分法的办法，以改善计算速度。我们然后计算电光性能的液晶显示器使用扩展琼斯矩阵方法。信用层是仿效作为一个栈单轴均匀层。在这里，我们思考之间的界面是微不足道。因此，转交电场是与事件有关电场

13. 这里，JExt和JEnt是由下面的式子给出：

14. 相应的，光学传输信号被表达为：

15. 这里：

16. 4结果和讨论 • 图2划分典型的LC分布在中环层一个多域的IPS立LC细胞在α = 10 °和V = 5.0车牌号码。这是清楚地表明，该LC扭曲成不同的方向，在邻国之间的电极;尤其是，立法会的董事对两项chevron arm区域互补的方向。因此， chevronshaped电极的帮助，形成四域LC配置。

18. 4.2 IPS-LCD面板在LED和CCFL背景灯下的色彩光谱 • 图4a显示了典型的RGBLED灯的背景光。红色的LED的最大波长在R-630纳米，最大带宽相当于FWHM-22纳米，绿色的波长是535纳米，FWHM-43纳米，蓝色的波长460纳米，，FWHM是24纳米。图4b显示了典型的CCFL的背景光源的转换光谱。他的红绿蓝的波长分别是：650，550，450纳米。他们各自的带宽都比LED的大很多。

20. 图5划分的RGB初选通过的IPS液晶面板用LED和CCFL的背光源。该色域所界定的RGB为主导的颜色分，在彩色图是大于该CCFL的初选和国家电视系统委员会（ NTSC ）标准初选。这意味着是有可能获得100 ％以上的NTSC色域适当选择主导的色彩和彩色滤光片。与此同时，色域所取得的由CCFL的背光是狭窄得多以上的LED背光或NTSC标准。在一个液晶显示器用CCFL的背光源，色域是只有65-75 ％的NTSC系统的标准。减少的色域，主要是从结果的宽的带宽的受雇RGB颜色过滤器。显示在图。 4 （ b ）项，有一个明显的绿灯泄漏通过蓝彩色滤光片。在原则上，我们就可以设计窄带彩色滤光片，以改善色彩纯度，但光学效率将被牺牲。的RGB主导谱狭窄，他们有一个很少重叠。因此，他们的色域超出NTSC系统的标准。

22. 图6比较静态的色彩转移的多域的IPS液晶显示器在充分光明的灰度级g255 （五= 5车牌号码）领导和CCFL的背光源。入射角的RGB初选，这是一个固定在60 °从正常的LCD面板。他们是扫描，然后横跨整个360 °方位的角度（ φ ）在10 °扫描的一步。双方CCFL的和主导的RGB初选显示非常小的颜色转变，在CIE开设1976 ucs （ u'v ' ）彩色图。原因是小颜色的转变，在多域的IPS模式来源于该立法会董事调整到互补的方向，在每个子网域显示在图2

24. 在图。 9 ，其最高δ u'v的价值观是0.0004 ， 0.0025和0.0122 θ = ± 80 ° ，为各自的RGB初选。这些数据也有所改善相比，这些静态的色彩变化，策划，在图。图8a中 。微动态彩色转移有助于减少物体之间的连续刚构图像在不同的灰度级。因此， RGBLED背光提供了更生动的彩色图像比CCFL的在一个液晶电视中。

26. 5结论 • 我们所得到的定量结果的多域的IPS液晶显示器使用的RGB LED和冷阴极灯管作为背光单元。该主导的体制，不仅展品更广泛的色域，但也有2 - 4倍较小的颜色转变比CCFL的在静态和动态颜色的变化。广泛的应用LED背光为高端LCD显示器和液晶电视是可以预见的。