¿Qué es la gama de colores?

El desarrollo de las pantallas LCD ha pasado por varias etapas, incluida la actualización de la retroiluminación de CCFL a tiras de luz LED, la transformación del cuerpo de pesado a delgado, la expansión de la gama de colores de la gama de colores ordinaria a la gama de colores alta y un mayor desarrollo hacia la tecnología cuántica. tecnología de puntos, desde no regulable hasta atenuación regional. Ha ido mejorando constantemente para proporcionar mejores efectos visuales.

Para usuarios como los diseñadores que tienen altos requisitos de color, los parámetros de la gama de colores de la pantalla son cruciales. Por lo tanto, al seleccionar una pantalla, los parámetros de la gama de colores son una consideración muy importante.

Este artículo presentará sistemáticamente la definición y los estándares de la gama de colores de la pantalla, explorará varios métodos convencionales para mejorar la alta gama de colores a través de la tecnología de retroiluminación y esperará las perspectivas futuras de la tecnología de pantalla de alta gama de colores.

1. Definición de gama de colores.

La gama de colores es el espacio de color, el color se refiere al color y la gama se refiere al rango, que es la suma de toda la luz visible. Hay dos formas de representarlo en un espacio bidimensional: 1) utilizando el sistema de coordenadas x, y (espacio de cromaticidad no uniforme CIE 1931); 2) utilizando el sistema de coordenadas u', v' (espacio de cromaticidad uniforme CIE1976). La posición marcada con color en el diagrama del espacio cromático es el área de color de luz visible, que tiene forma de herradura.

Entonces, ¿qué es un diagrama de cromaticidad de la gama de colores? Todos sabemos que el rojo, el verde y el azul son los tres colores primarios, y cualquier color que podamos reconocer es una combinación de tres espectros de colores diferentes.

En 1931, la Asociación Internacional de Iluminación CIE propuso el diagrama de cromaticidad de la gama de colores CIE-XYZ, que es la especificación de color comúnmente utilizada en la industria.

El diagrama de cromaticidad de la gama de colores CIE-XYZ muestra la gama de todos los colores que el ojo humano puede percibir. Las coordenadas horizontales y verticales representan el valor del estímulo y la gama de colores consta de una línea recta y una curva. La longitud de onda de la luz marcada en la curva está en nm.

Diagrama de cromaticidad de la gama de colores CIE-1931

En la figura anterior, el área en forma de "U" invertida rodeada por líneas de puntos representa la gama de colores visible a simple vista. Los triángulos rodeados por las otras tres líneas de color representan la gama de colores que cada estándar puede restaurar.

De hecho, la tecnología de visualización más avanzada aún no puede reproducir completamente todos los colores de CIE-1931, por lo que, según la aplicación en fotografía, videografía, impresión y otros campos, varias industrias han formulado estándares de color correspondientes y han seleccionado áreas específicas. en el diagrama de cromaticidad de la gama de colores CIE-1931 como escalas para definir una variedad de estándares de gama de colores.

2. 4 estándares comunes de gama de colores

En la actualidad, existen generalmente cuatro estándares de gama de colores de pantallas de monitores de computadora más comunes en el mercado: sRGB, NTSC, Adobe RGB y DCI-P3. La diferencia es principalmente la amplitud de la gama de colores cubiertos.

La gama de colores NTSC fue personalizada por el Comité Nacional de Estándares de Televisión de los Estados Unidos en 1953. El propósito era personalizar un conjunto de estándares de color para los televisores en color CRT que acababan de aparecer en ese momento. El estándar NTSC TV que lanzaron es un conjunto de protocolos de transmisión de radio y televisión, que se utilizan en los sistemas de radio y televisión de Estados Unidos, Japón y otros países. Por supuesto, esto también significa que el espacio de color NTSC se utiliza más en la industria de la televisión.

El espacio de color sRGB es un espacio de color desarrollado conjuntamente por Microsoft y HP en 1996. Debido a la sólida base de usuarios de Windows, casi todos los dispositivos convencionales, desde PC y Mac hasta cámaras, escáneres, impresoras, proyectores, etc., admiten sRGB. El espacio de color de la mayoría del contenido de Internet, incluidos texto, imágenes y vídeos, también se basa en sRGB.

Adobe RGB es un espacio de color lanzado por el fabricante de software profesional Adobe en 1998. La intención original era incluir tanto sRGB (un espacio de color comúnmente usado en computadoras) como CMYK (un espacio de color comúnmente usado en impresión), de modo que las fotografías digitales tomadas puedan no solo se puede mostrar y editar normalmente en las computadoras, sino que también se puede imprimir con colores correctos y sin pérdidas. Adobe RGB cubre una gama más amplia de colores que sRGB y es el favorito de los diseñadores, por lo que se utiliza ampliamente en fotografía profesional y campos de postproducción.

DCI-P3 es un espacio de color utilizado en los cines digitales, por lo que a menudo se promociona como un "espacio de color de película". Es un estándar de gama de colores dominado por la experiencia visual humana, que coincide lo más posible con la gama de colores completa que se puede mostrar en escenas de películas y tiene una gama más amplia de sistemas rojo/verde. Actualmente es muy utilizado en productos Apple, por lo que si utilizas MAC, intenta elegir un monitor con alta cobertura de color DCI-P3 para conseguir buenos resultados.

Rec. 2020 es un estándar de amplia gama de colores adecuado para televisores HD y futuros televisores 4K.

3. ¿Cómo elegir una pantalla por gama de colores?

Adobe RGB es un estándar de gama de colores lanzado por Adobe. Para los usuarios de las industrias de edición de fotografías, gradación de color, edición de videos, impresión y publicación, y usuarios con altos requisitos de color, pueden prestar más atención a la visualización de la gama de colores de los valores Adobe RGB.

El estándar de gama de colores sRGB es una definición propuesta para dispositivos externos a computadoras. Para la oficina normal y la navegación web, simplemente compre dispositivos con gama de colores sRGB.

NTSC, como estándar de televisión, también tiene la gama de colores más amplia entre los tres. Por lo tanto, los profesionales de la industria de la radio, la televisión y el cine y la televisión entre los usuarios de monitores pueden referirse principalmente a sus valores. En la industria de las pantallas de cristal líquido LCD, generalmente se compara con el estándar de gama de colores NTSC.

La gama de colores DCI-P3 es adecuada para profesionales del cine y la televisión.

Cuarto, factores que afectan el tamaño de la gama de colores.

Dos factores directos que afectan el tamaño de la gama de colores: el filtro de color (CF) utilizado en el cristal LCD; diseño de retroiluminación.

Es remezclado por R/G/B después de la transmitancia CF. Los diferentes modelos de OC utilizan diferentes filtros de color, lo que requiere que utilicemos diferentes áreas de color de luz blanca LED para ajustar las coordenadas de color del punto blanco de la pantalla LCD.

El diseño de retroiluminación requiere que el pico del espectro de la luz blanca LED RGB esté cerca del pico del filtro RGB del CF y, al mismo tiempo, el ancho de media onda de los tres colores RGB sea lo más estrecho posible para reducir el efecto cruzado. de RGB, para obtener un valor de gama de color más alto.

Cinco métodos comunes para mejorar la gama de colores.

Una vez confirmado el cristal LCD, el CF también se repara. El factor clave para mejorar la gama de colores de la pantalla LCD es la luz de fondo. En el diseño de retroiluminación, hay dos formas de mejorar la gama de colores:

El cristal líquido LCD en sí no muestra imágenes. La razón por la que se pueden ver las imágenes es que se deben agregar señales eléctricas al cristal líquido y se requiere una luz de fondo. En la estructura del cristal líquido, la gama de colores se ve afectada por el filtro de color (Color Filter, abreviado CF), que consta de tres filtros: rojo, verde y azul. Sólo las fuentes de luz con un espectro cercano al filtro pueden atravesar el filtro. Después de que la luz blanca LED pasa por el CF, se obtiene una nueva luz blanca mixta.

1. Utilice LED de alta gama de colores para mejorar la gama de colores

El LED de luz blanca con gama de colores normal se compone de chip de luz azul + polvo Yag, y la gama de colores NTSC es aproximadamente del 72%. Hay muchas formas de realizar LED con una alta gama de colores. La siguiente es una comparación de las respectivas soluciones; consulte la figura siguiente.

Chip + polvo verde + nueva solución de polvo rojo, la clave para lograr una alta gama de colores LED radica en la selección de parámetros como el valor máximo y el ancho de media onda del polvo de color. El espectro de color del polvo se selecciona para que coincida con el espectro del filtro de color, y el ancho de media onda del espectro de emisión es estrecho, para mejorar efectivamente la gama de colores del LED.

Aquí nos centramos en el nuevo polvo rojo KSF. KSF, KGF y KTF son todos fósforos de fluoruro, de los cuales KSF es un cristal cúbico y KGF y KTF son cristales hexagonales. El nuevo polvo rojo (KSF) es un fluorosilicato de potasio excitado por manganeso tetravalente, que se usa ampliamente en LED de alta gama de colores. Los fósforos KSF son higroscópicos y se oxidan fácilmente.

A altas temperaturas, sufren fácilmente reacciones químicas reversibles con el agua y el color de la división cambia de naranja a marrón. El brillo de los fósforos de fluoruro disminuirá enormemente en condiciones de alta temperatura y puede volver a la normalidad después de volver a la temperatura normal. Debido a las características de los fósforos fluorados, sus condiciones de almacenamiento son muy estrictas, y es necesario evitar daños al polvo por la temperatura y la humedad; durante el proceso de aplicación, se requieren materiales con buena estanqueidad al aire y disipación de calor, por lo que el soporte LED y el pegamento deben seleccionarse de manera específica.

2. Utilice puntos cuánticos para mejorar la gama de colores

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores y sus componentes principales son: átomos de zinc, cadmio, selenio y azufre. Quantum limita el área de electrones y huecos, dando a los puntos cuánticos una estructura de niveles de energía discreta. Los puntos cuánticos emiten luz de colores cuando son estimulados por luz o electricidad. Los diferentes tamaños de puntos cuánticos harán que el espectro de puntos cuánticos se excite para estar en diferentes bandas. El tamaño o los diferentes componentes de los puntos cuánticos se pueden ajustar según las necesidades, de modo que los puntos cuánticos emitan un espectro único y simétrico.

Las principales características de los puntos cuánticos son las siguientes: nanocristales con un tamaño de partícula de 1 a 10 nm; las reacciones químicas con agua y oxígeno provocarán fallas; pueden emitir luz de una frecuencia específica bajo la acción de la electricidad o la luz, y los materiales luminiscentes inorgánicos son más estables que los materiales luminiscentes orgánicos y tienen una mayor eficiencia luminosa; el color luminiscente es único y puro, y el ancho de media onda es ultraestrecho (menor o igual a 35 nm); la aplicación práctica es altamente operable y se pueden emitir diferentes colores de luz simplemente cambiando el tamaño de los puntos cuánticos.

Desde una perspectiva medioambiental, los puntos cuánticos se dividen en dos tipos: puntos cuánticos de cadmio y puntos cuánticos sin cadmio. En la actualidad, los puntos cuánticos de cadmio son superiores a los puntos cuánticos sin cadmio en cuanto a gama de colores y eficiencia de la luz, y el costo de los puntos cuánticos que contienen cadmio es relativamente bajo en costos de diseño de retroiluminación de alta gama de colores. El contenido de cadmio en los componentes de puntos cuánticos es relativamente bajo y está dentro del alcance de las normas de protección ambiental, por lo que los puntos cuánticos que contienen cadmio se utilizan ampliamente en la industria; Los puntos cuánticos sin cadmio son inofensivos y respetuosos con el medio ambiente, y su avance será la próxima dirección de desarrollo de los puntos cuánticos.

En el campo de la tecnología de visualización, las principales aplicaciones de los puntos cuánticos incluyen dos aspectos: basándose en las propiedades electroluminiscentes de los puntos cuánticos, desarrollar una tecnología de visualización de diodos emisores de luz de puntos cuánticos, concretamente QLED; basándose en las propiedades fotoluminiscentes de los puntos cuánticos, convierta los puntos cuánticos en películas cuánticas o placas de difusión de puntos cuánticos y aplíquelos a la tecnología de retroiluminación de alta gama de colores. Cuando se utilizan puntos cuánticos en los envases de LED, los problemas de disipación de calor y de barrera contra el agua y el oxígeno son difíciles de resolver. Cuando se aplica a membranas y placas de difusión, el efecto de visualización es mejor y la confiabilidad es mayor.

Sexto, las perspectivas de la tecnología de retroiluminación con una alta gama de colores.

La resolución y la gama de colores son las sensaciones más intuitivas de los usuarios acerca de un dispositivo de visualización. En la actualidad, 4K/8K ha satisfecho las necesidades de claridad del usuario hasta cierto punto, y la gama de colores será el punto caliente que los usuarios buscarán a continuación.

La mejora de la gama de colores permite a las personas comprender las capacidades de visualización en color del dispositivo de manera más intuitiva, lo que mejora enormemente la experiencia sensorial del usuario. Con el desarrollo de la sociedad y la mejora del nivel material, la búsqueda de productos electrónicos por parte de los usuarios también mejora constantemente. En los próximos años, la proporción de alta gama de colores seguirá aumentando y es posible que se inicie la era de la alta gama de colores.

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