如何加強背光照明

RGBLED背光照明

一般而言，小型LCD顯示屏背光照明都是用一組白光LED來實現(xiàn)的?？墒牵褂冒坠釲ED的問題是其光譜對光復制并不是很理想。原因是白光LED其實就是在藍光LED面上加上一層黃色磷光劑。這樣便造成光譜有兩個波峰，一個在藍色而另一個在黃色。圖3給出一個典型的白光LED與RGBLED光譜比較。

圖3典型白光LED與RGBLED光譜的比較

LCD顯示屏會劃分為三個主色區(qū)格：紅、綠和藍，色彩是由這三種主色混合來定義。要把適合的顏色過濾到每一個色格，那便需要使用顏色過濾器。顏色過濾器會浪費大部分的光學能量，即使在過濾后也一樣，因此穿過LCD后的色譜并不理想。如此一來，采用白光LED背光照明可以在LCD屏面上產生出最多75%的NTSC(美國國家電視標準委員會)色彩(傳統(tǒng)LCD顯示屏上的紅色端邊處的限制尤甚)。然而，當使用RGBLED來做LCD顯示屏的背光照明時，色彩復制可以覆蓋100%的NTSC色彩，從而令到顏色更光亮、畫質更高。假如配合優(yōu)化的顏色過濾器，那所浪費的能耗可比白光LED背光照明來得更少。圖4所示為一個LCD顯示屏的結構。



圖4LCD顯示屏的構造

使用RGB背光時，當LED溫度改變時，驅動器必須更正紅、綠和藍三主色間的亮度平衡，以防出現(xiàn)白點位移。此外，還需保證驅動器在任何操作溫度下維持光的正確強度。而在補償方面，可以用閉環(huán)或開環(huán)形式。若使用閉環(huán)補償，便需采用感光器來測量白點和其強度。相反地，如使用開環(huán)補償，那溫度便需事先量度出來，并通過預先定義好的補償曲線來調節(jié)亮度的平衡。

美國國家半導體的LP5520就是RGB背光照明驅動器的一個例子，它是一個開環(huán)補償式LED驅動器。圖5所示為開環(huán)顏色補償?shù)脑怼Ｆ渲?，溫度補償曲線是用現(xiàn)實應用中的RGBLED來量度的，這些曲線被編程在芯片內部的EEPROM存儲器中。該芯片被集成到LCD顯示模塊上，而模塊的制造商會在生產時為補償曲線編程。此外，RGBLED背光亦可用作優(yōu)化顏色過濾器。


圖5開環(huán)顏色補償?shù)牟僮髟?br />
鍵盤背光照明和其他裝飾燈光

與顯示屏背光照明比較，鍵盤背光照明擁有一些特別的要求。鍵盤背光照明所要求的顏色不一定需要白色，可以是其他任何顏色。時下，便攜式設備中的鍵盤照明和其他裝飾燈的設計趨向是產生更多的燈光效果。顯示屏的背光控制通常都是采用淡入/淡出的開/關方式，但裝飾燈的控制則比較復雜。通過采用RGBLED作鍵盤的背光照明，只要簡單地改變紅、綠和藍LED間的亮度平衡，便可改變顏色和設備的整個外觀。這樣，設計人員便可憑借軟件控制來為便攜式電話或其他便攜式設備加添獨特的個性。

對于一些復雜的照明次序，諸如不同顏色間的漸變，除了需有一個簡單的生效控制接腳外，還需用到一個比較精密的控制方法。在這方面，I2C控制總線便被廣泛應用到各式便攜式設備上，原因是它只需通過兩條電線便可為控制LED驅動器提供很大的靈活性。再者，LED控制不會應用I2C的所有頻寬，因為實時控制LED的亮度會產生出一定程度的I2C傳輸量。

新LED驅動器，例如美國國家半導體的LP5521，可以通過加入內部存儲器和執(zhí)行核心來為有次序的照明提供最低限度的實時控制。照明次序在通電后會寫入一個內部的存儲器，之后外部的觸發(fā)器接腳或I2C寫入會用來啟動這個照明次序。當照明次序在運行時，無須進行處理器的控制。例如當電話處于備用狀態(tài)時，應用處理器可以進入休眠模式，但LED仍可履行復雜的照明次序。這些次序可包括時延、上下走動、閃爍、回轉和觸發(fā)信號的收/發(fā)。

為了進一步減低功耗，最新的LED驅動器均擁有一個自動節(jié)能操作模式。其中的DC/DC轉換器只有鋰離子電池的電壓不足以提供給LED時才會被啟動。此外，當照明次序于內部運行時，驅動器還可在LED不活躍時關閉所有不需要的功能，此舉可顯著減低電流的平均消耗量。

配合微小的LED驅動器，可創(chuàng)制出分區(qū)化照明方案，也就是說將LED驅動器放到LED的附近。這樣，進行PCB布線就更容易，而且還可減輕電磁干擾的問題。針對分區(qū)方案的驅動器會設有外部的控制接腳，以用來同步化多個驅動器，從而造出有趣的燈光效果。

對于驅動背光照明LED而言，這里有幾種驅動器拓撲，具體選擇要視應用而定。毫無疑問，即將出現(xiàn)的全新鋰離子電池技術和更低正向電壓的白光LED必會為驅動器的設計帶來新的挑戰(zhàn)。

用做LCD顯示屏背光照明的RGBLED一般都會應用在高檔的便攜式電話或其他設備上，這些應用均要求高素質的畫面和顏色復制。此外，配合適當?shù)尿寗悠鳌ED和顏色過濾器，采用RGB背光照明比白光LED更省電。

可編程性是時下最先進的鍵盤背光照明驅動器的一個主要功能，除了較易控制外，還能節(jié)省系統(tǒng)能耗。此外，可編程LED驅動器還可為個人化的便攜式電話創(chuàng)造出更多有趣的燈光效果。