文．Jerry Han/Jeffrey Kwon 

 
　　现今，许多高端的移动电话都要能支持高像素照相、移动数字电视、MPEG-4影片播放及视频会议等功能。为了提高移动电话的显示质量，设计人员普遍都会采用红绿蓝(RGB)发光二极管(LED)背光照明技术。虽然这项新技术可以显著地强化显示器的色域(Color Gamut)，但对于实际的设计而言，却比白光LED困难许多。本文将介绍RGB背光照明技术的功能优点与设计上所面临的挑战，以及如何在移动电话显示器上驱动RGB LED背光的最佳解决方法。
 
　　便携式装置应用一般包含多个子系统，随着显示器的尺寸不断变大，显示器质量的优劣便成为是否能在市场取得差异化的利器。包括背光装置、色彩管理芯片、闪光灯LED以及显示器接口等手机的几个重要组件都可能会影响显示器的整体质量。 

　　逼真度/节能/尺寸缺一不可  便携式装置背光照明受重视 

　　在便携式装置的背光照明设计所面临的挑战中，色域可以影响画面的“逼真度”。

　　消费者希望在便携式装置上显示的画面能够尽量接近实物或实景。同时，显示器的耗电量也不能够太大以免影响移动电话的使用时间，因此显示器的节能技术也很重要。此外，从便携式装置的角度来看，显示器尺寸绝对是重要的考虑因素。因此，为了满足市场的需求并设计出成功的产品，今天的工程人员必须克服种种严峻的挑战。 

　　虽然冷阴极灯管(CCFL)/白光发光二极管(WLED)是目前较为普遍的显示器背光照明设计技术，不过RGB LED背光照明设计正快速的崛起。以下将分别评估这两种背光照明技术的优缺点以及所面临的设计挑战。 

　　RGB完整满足使用需求 

　　目前大多数采用CCFL照明的显示器，大约可以覆盖40～76%的彩色电视广播标准(NTSC)色域，而采用RGB LED背光照明技术的显示器，其NTSC色域覆盖率可超越100%，这是肉眼都可以分辨出来的差别。 

　　但对比较高端的移动显示器而言，存在着几个主要的设计挑战：究竟如何才可以重现最逼真的影像？如何在高效率及小尺寸条件下实现高画质？以及如何解决掀盖式电话和旋盖式电话的背光照明设计问题。 

　　一般而言，白光LED包含一个蓝色或接近紫外光的发光芯片，上面涂有磷光剂材质，该磷光层会吸收从LED发射的光线，再以较长的波长发射出来。可是由磷光剂所产生的光子会有超过一半散射回LED芯片，导致很大部份的光线被吸收掉，导致白光LED的整体光输出量减少(图1)。

 
图1　含磷白光LED的典型放射光谱

　　白光LED拥有一个很强的蓝光波峰及一个比蓝光低但较宽广的磷黄光波峰，而不同的蓝光及黄光强度组合便可产生不同的光线频色，可以让呈现的颜色比较白或比较蓝。 

　　如图2所示，白光LED的光谱与彩色LCD的彩色滤光片并不匹配，导致部分能量耗散。此外，由于必须为WLED的光谱进行伽玛校正(Gamma Correction)，因而损失了色彩的深度，尤其在红色的部分。

 
图2　WLED与彩色LED滤光片频谱分配

　　RGB LED的回应(图3)共有三个波峰，分别来自于红、蓝以及绿色的LED。每个波峰的振幅都可以独立控制，从频谱的比较可看到白光LED在红光频谱范围内的响应较弱，因此这范围内的视觉灵敏度也很低。