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LED全彩節能顯示屏
開發背景 凱杰照明從2002年成立以來，始終致力於LED顯示技術的
研究與應用，在LED驅動方式、訊號傳輸、系統及控制中 都提出了新的方法。 近年來，隨著LED材料科學的發展以及封裝技術的改進， 使得LED發光效率越來越高，特別是白光LED發光效率更 加是突飛猛進。效率遠遠高於紅色/綠色/藍色LED。 與此同時人類對於綠色環保，節能減炭的追求，給LED大 螢幕帶來了壓力。 在 該 背 景 下 ， 凱 杰 於 2008 提 出 了 新 的 LED 控 制 方 法 Pre_synthesize。以YUV彩色模型的四色系統取代傳統 RGB三原色模型的控制方式，並同時獲得該項技術專利。
優質之特點 節省電能
33.2%(平均)~66.6%(最高)。
延長
提高清晰度
Lite Pa RGBW全彩 節能顯示屏
黑白/彩色圖像 完美相容
LED部分的平均省電率
顯示壽命
降低對R:G:B
亮度配比的 嚴格要求
RGBW系統內LED平 均使用時間是RGB系 統內LED的一半。
傳統 vs 新 LED顯示方案 原理介紹
傳統的顯示方案 基於RGB彩色模型 黃色＝紅色＋綠色
紫色＝紅色＋藍色 青色＝綠色＋藍色 白色＝紅色＋綠色＋藍色 傳統LED面板採用RGB三原色 作為一個顯示像素(pixel)。
新的顯示方案基於YUV彩色模型 基本元素為:
新的LED面板採用RGBW四色 作為一個顯示像素(pixel)。
Y R-Y
亮度分量 色差分量
G-Y B-Y
色差分量 色差分量
數學邏輯分類 & 產品具體應用 數學邏輯分類 在上面等式中，如果a、b、c都不等於零，即三個原色都參加 混色，便可以去掉a、b、c中最小的，而增加白色。可以理解 成為白色和一個或者兩個顏色混色。
通常有以下幾種情形:
產品具體應用
節能模式 色飽和度不受影響
(1) a=b=c 則 color_out＝a*W (2) a=b <c 則 color_out＝a*W+|c-a|*B (3) a=c < b 則
需求R-30 / G-40 / B-50，實際顯示情況為 R-0 / G-10 / B-20 / W-30
color-out=dW+(a-d)R+(b-d)G+(c-d)B 這是節能屏的狀態
color_out＝a*W+|b-a|*G (4) b=c < a 則 color_out＝b*W+|a-b|*R (5) a<b<c 都不相等 則
增亮模式 犧牲色飽和度，提高總亮度
color_out＝a*W+(b-a)*G+(c-a)*B (6) b<a<c 都不相等 則 color_out＝b*W+(a-b)*R+(c-b)*B (7) c<a<b 都不相等 則 color_out＝c*W+(a-c)*R+(b-c)*G
其他依此類推
需求R-30 / G-40 / B-50，增亮20，實際顯 示情況為 R-30/ G-40/ B-50 / W-20 增亮color-out=aR+bG+cB+(手動增亮 0~100%)W
特點比較之電流(1) 利用LED特性，白光發光效率比紅、藍、綠發光效率要高，紅、藍、綠LED同時發光時所產生的白光，就以白光 LED來取代，由於各顆LED所耗的電流值相同，當白光的發光效率提升，就可以達到省電的效果。 常用LED的發光效率，如列表： 驅動電流＝20mA 發光角度＝100*50
LED
紅色
綠色
藍色
白色
亮度(mcd)
620
1200
280
2200
如前例所述情形： (1) a=220 b=220 c=220 color out＝220*W (黑色&白色)
電流
(2) a=128 b=128 c=200 color out＝128*W+72*B (單一飽和色)
電流
傳統方案 36mA
(3) a=32 b=80 c=200 color out＝32*W+48*G+168*B (任意兩種原色之混合色)
電流
傳統方案 25mA
(4)其它情形，a, b, c 任一個或兩個為零。 電流 此時白色LED均不點亮，故電流消耗相同。
傳統方案 52mA 新方案
新方案
新方案
相同
省電
17mA
21mA
19mA
66.6%
省電
56.1％
省電
24 ％
省電
0％
特點比較之電流(2) 圖像顏色特點統計得出: 三色混合圖像像素
雙色圖像像素
單色圖像像素
68%
28%
4%
普通電視/電影節目 現場實際測定資料為
項目
省電 35%~42%
規格
P16 全彩(75片) / 靜態驅動 / 解析度800*600 RGB 方案
RGBW 方案
節省
每平方米功耗
600W
370W
38%, 省230W [ (600W-370W)/600W ]
每天總耗電度 (20hrs/天）
900度 [ (600W*20hrs/1000)* 75片]
555度 [ (370W*20hrs/1000)* 75片]
38%, 省345度 [ (900度-555度)/900度 ]
每年總耗電應 繳金額
NT$142萬 [ 計價方式, 請參照附件 ]
NT$87萬 [ 計價方式, 請參照附件 ]
年省NT$55萬
屏體壽命內 (以8年計)
NT$1136萬 [NT $142萬*8年 ]
NT$696萬 [NT$87萬*8年 ]
8年省NT$440萬
特點比較之圖像 清晰度 圖像像素合成時，採用亮度＋色差方式，而人眼對黑白色的高辨識性，故清晰度得到較大提 高，畫面層次更為鮮明。
RGB方案
RGBW方案
提高圖像顯示壽命 完整圖像可由亮度分量＋色差分量合成，實驗表明人眼對彩色圖像細節的分辨能力比對黑白低得多。 ●在RGB方案中，如果任意一個顏色出現衰減，都會導致亮度分量出現色差，很容易就被人眼捕捉到。
●在RGBW方案中，如果任意一個顏色出現衰減，都不會影響亮度分量。 ● RGBW系統內LED平均使用時間是RGB系統內LED的一半。 綜上所述該方案更能長時間保證屏體的壽命
原始圖像
RGB方案
RGBW方案
相容性 黑白、彩色圖像的相容性
顯示面板的相容性 驅動 IC ：8位或16位恒流源，MBI5026/ST2221等。 驅動方式：同的解碼方式，靜態或1/2,1/4,1/8,1/16等 驅動方式。 LED 分佈：矩形排列/豎向緊密排列/橫向緊密排列。
原始圖像
RGB方案
需要將亮度信號分離成RGB 分量，與原系統不相容。
RGBW方案
無須修改，與原系統完美相 容。
RGB方案
RGBW方案
成本比較 樣本規格： 像素間距：P16 解析度：32*32 驅動方式：靜態驅動 類別
RGB 方案
RGBW 方案
LED
2048R/1024G/1024B
1024R/1024G/1024B/1024W
驅動IC(mbi5026)
192/256*
256
PCB尺寸
相同
相同
電源
307W
200W
合計成本
*****
增加 5~7%
項目
● 在虛擬像素顯示模式時，通常業界採用256顆；在實際像素顯示模式時，採用192顆。
燈點比較圖 圖像左邊為RGB方案/右邊為RGBW方案
紅色 255
綠色 255
藍色 255
白色 255 (色溫 6500K)