CN101384120A

CN101384120A - 发光二极管背光源及其操作方法

Info

Publication number: CN101384120A
Application number: CNA2008101748300A
Authority: CN
Inventors: 张亚衔; 黄志濠
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: TWI335006B; JP2009117841A; CN101384120B; US7671542B2; US20090116232A1; TW200921596A

Abstract

本发明涉及一种具有多个发光二极管线的背光源及其操作方法，于发光二极管背光源中提供至每一发光二极管线的驱动电流的调整是根据每一发光二极管线所输出的实际光线的色度及亮度与每一发光二极管线的期望光线的色度及亮度之间的色座标差，以使得发光二极管背光源产生具有均匀亮度的期望颜色的光线。本发明还揭示了一种操作前述发光二极管背光源的方法。

Description

发光二极管背光源及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管背光源，特别是涉及一种具有多个发光二极管线(Light Emitting Diode Strip，LED strip)的背光源及其操作方法。

背景技术

由于液晶显示器(liquid crystal display，LCD)在使用小电力时能显示优良品质的影像，因此液晶显示器广泛地使用为显示装置。然而，在液晶显示器内的液晶分子无法自己发光。液晶分子必须透光源来点亮，以清楚地且明确地显示文字和影像。一般而言，背光源作为发光源。近来，使用发光二极管阵列模块作为新的背光源且逐渐地普遍化。

液晶显示器背光源一般包括多个红色(R)、绿色(G)、及蓝色(B)发光二极管，其规则地排列以形成多个发光二极管区域，且受到电驱动以提供不同颜色的光线(包括白光)。通常，个别的RGB发光二极管的特性会随着温度、驱动电流以及老化而变化。即便是采用相同的发光二极管制造程序，发光二极管的特性在每一批发光二极管之间也会出现变化，在不同的制造者之间同样地会出现变化。因此，在不同的背光模块的发光二极管区域中，RGB发光二极管背光模块所产生的光线会有不均匀的亮度及鲜艳度。在不同的发光二极管区域之间的温度差异也会受到显示于液晶显示器的影像数据所影响，因此在不同的发光二极管区域之间的温度差异难以预料，其会导致不均匀的光线亮度及鲜艳度，甚至是更糟的情况。为了确保发光二极管背光源能产生具有均匀亮度及期望鲜艳度的光线，一般需要使用适当的回授控制系统来监测每一发光二极管区域所发射的光线的色度和/或亮度。

现有的回授系统包括多个个光感测器。每一个光感测器用来个别地监测来自对应发光二极管区域的光线的色度。监测光线色度接着回传至控制器，并据此调整此发光二极管区域的驱动电流，藉此控制来自每一发光二极管区域的光线的颜色处于所期望的色度。另一回授系统包括一或多个温度感测器，用以监测每一发光二极管区域的温度。接着，根据监测温度来调整每一发光二极管区域的驱动电流。然而，这些回授系统需要多个感测器或温度检测器来保证均匀度。因此，这些系统导致复杂的控制电路系统且不具有成本效益。

在本发明所属技术领域中，尚未提出能解决前述缺点以及不适当之处的方案。

发明内容

本发明是有关于一种操作方法，适用于发光二极管背光源，发光二极管背光源具有多个发光二极管线{S_i}，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数，每一发光二极管线S_i接收驱动电流C_i，且根据驱动电流C_i来发射光线L_i，其中，光线L_i的色度及亮度特征以色座标Luv_i来描述，且色座标Luv_i与驱动电流C_i相关。在一实施例中，每一发光二极管线S_i包括在空间上规则地排列的多个红色、绿色、及蓝色发光二极管，且每一类型的红色、绿色及蓝色发光二极管电性耦接在一起。

在一实施例中，此方法包括：(a)藉由脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，PWM)装置提供对应驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}，以使多个发光二极管线{S_i}发射光线L_i；(b)在提供至将被监测的一发光二极管线S_k的一驱动电流C_k上施加时间延迟或相位偏移，其中，选择时间延迟或相位偏移，以使得时间延迟或相位偏移不会影响发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k，k＝1，2，3，...或N；(c)当时间延迟或相位偏移被监测时，量测发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k；(d)比较检测获得的发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k与给予发光二极管线S_k的光线的参考色座标Ruv_k；(e)调整提供给发光二极管线S_k的驱动电流C_k，使得测得的色座标Luv_k相等于给予发光二极管线S_k的光线的参考色座标Ruv_k；以及(f)对多个发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复步骤b-e，以便使多个发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。

在一实施例中，上述调整步骤藉由调整驱动电流C_k的工作周期来执行。在另一实施例中，上述调整步骤藉由调整驱动电流C_k的振幅来执行。

在一实施例中，提供至发光二极管线S_i的驱动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，用以分别驱动每一型的红色、绿色及蓝色发光二极管。

在一实施例中，给予多个发光二极管线的一个S_i的参考色座标Ruv_k是根据以下步骤而获得：提供驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}，以使多个发光二极管线{S_i}发射光线L_i；个别量测多个发光二极管线{S_i}中的每一个所发射的光线L_i的色座标Luv_i；施加时间延迟或相位偏移给驱动电流C_ref，其中，驱动电流C_ref是提供给做为参考的一发光二极管线S_ref，且选择时间延迟或相位偏移，使得时间延迟或相位偏移不会影响发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的色座标Luv_ref，ref＝1，2，3，...或N；当监测到时间延迟或相位偏移时，量测发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的色座标Luv_ref；根据色座标Luv_i及色座标Luv_ref来计算发光二极管线S_i所发射该光线L_i对于发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的一颜色偏移Δuv_if及一亮度偏移ΔI_if；以及调整提供给发光二极管线S_i的驱动电流C_i，以使Δuv_if＝0且ΔI_if＝0，藉此获得给予发光二极管线S_i的光线的参考色度座标Ruv_i，其中，参考色度座标Ruv_i对应发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i，且光线L_i具有Δuv_if＝0且ΔI_if＝0。

本发明的一技术样态是关于一种操作方法，适用于发光二极管背光源，发光二极管背光源具有多个发光二极管线{S_i}，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数，每一发光二极管线S_i具有在空间上规则地排列的多个红色、绿色及蓝色发光二极管，每一类型的红色、绿色及蓝色发光二极管电性耦接在一起且接收一驱动电流C_iZ，并根据驱动电流C_iZ来发射Z颜色的光线，Z＝红色、绿色或蓝色。

在一实施例中，此操作方法包括：(a)由脉冲宽度调制装置提供对应驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}，以使多个发光二极管线{S_i}发射光线，其中，驱动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，以分别驱动每一类型的红色、绿色及蓝色发光二极管；(b)分别量测由发光二极管线S_i中每一型的红色、绿色及蓝色发光二极管所发射的光线的强度I_iR、I_iG、及I_iB；(c)对发光二极管线S_i来判断：

F_iZ＝(I_iZ/gateD)*Z_duty；

Chr_iZ＝F_iZ/(F_iR+F_iG+F_iB)；以及

Bri_i＝(F_iR+F_iG+F_iB)*GAIN

其中，F_iZ表示Z颜色的光通量、Chr_iZ表示Z颜色的色度、Bri_i表示发光二极管线S_i的亮度、gateD表示栅控信号的工作周期、Z_duty表示电流C_iZ的工作周期、GAIN表示一增益、且Z＝红色、绿色或蓝色；(d)比较判断获得的发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度与发光二极管线S_i的光线的一参考色度及亮度；(e)调整提供给发光二极管线S_i的驱动电流C_i，以使得发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度相等于发光二极管线S_i的光线的该参考色度及亮度；以及(f)对多个发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复所述步骤b-e，以便使多个发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。每一发光二极管线S_i的光线参考色度及亮度储存在对应表。

在一实施例中，量测步骤包括：在提供至发光二极管线S_i的驱动电流C_i上施加时间延迟或相位偏移，其中，选择时间延迟或相位偏移，以使得时间延迟或相位偏移不会影响发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度；以及当时间延迟或相位偏移被检测到时，分别量测来发光二极管线Si中每一类型的红色、绿色及蓝色发光二极管所发射的光线强度I_iR、I_iG、及I_iB。

在一实施例中，上述调整步骤藉由调整驱动电流C_i的工作周期来执行。在另一实施例中，上述调整步骤藉由调整该驱动电流C_i的振幅来执行。

本发明的另一技术样态是关于一种发光二极管背光源。在一实施例中此发光二极管背光源包括多个发光二极管线{S_i}，每一发光二极管线S_i可发射期望颜色的光线，其中，i＝1，2，3，...N，且N为正整数。每一发光二极管线S_i包括在空间上规则地排列的多个红色、绿色、及蓝色发光二极管，每一类型的红色、绿色、及蓝色发光二极管电性耦接在一起。此发光二极管背光源还包括驱动器单元、感测器单元以及控制器。驱动器单元、多个发光二极管线{S_i}、感测器单元、以及控制器形成一闭回路回授控制系统。

驱动器单元电性耦接多个发光二极管线{S_i}，且藉由一脉冲宽度调制装置个别提供一对应驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}的每一个，以使多个发光二极管线{S_i}的每一个发射光线L_i，其中，光线L_i的色度及亮度特征以色座标Luv_i来描述，且色座标Luv_i与提供至发光二极管线S_i的驱动电流相关。

感测器单元耦接多个发光二极管线{S_i}，且个别地检测每一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i。在一实施例中，感测器单元可检测时间延迟或相位偏移，以判断来自将被监测的发光二极管线所发射的光线。

控制器与感测器单元与驱动器单元联系，且接收来自感测器单元所检测到的每一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i，并根据所接收到的每一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i来决定由驱动器单元提供至每一发光二极管线S_i的驱动电流C_i，以便使多个发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。控制器在提供至将被监测的一发光二极管线S_k的一驱动电流C_k上施加时间延迟或相位偏移，其中，选择时间延迟或相位偏移，以使得时间延迟或相位偏移不会影响发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k，k＝1，2，3，...或N。

在一实施例中，由驱动器单元提供给每一发光二极管线S_i的驱动电流C_i处于脉冲宽度调制信号型态，且脉冲宽度调制信号具有可调整的工作周期(duty cycle)及振幅。提供至发光二极管线S_i的该动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，用以分别驱动每一型的红色、绿色、及蓝色发光二极管。

此发光二极管背光源还包括在储存在控制器的一对应表，其中，对应表包括每一发光二极管线S_i的光线L_i的信息以及参考色座标，以及包括每一发光二极管线S_i的对应驱动电流。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1表示根据本发明一实施例的发光二极管背光源的示意图；

图2a及图2b表示根据本发明一实施例，用来驱动发光二极管背光源的电流时序图；

图3表示根据本发明另一实施例，用来驱动发光二极管背光源的电流时序图；以及

图4表示根据本发明另一实施例的发光二极管背光源。

附图符号说明

图1

100～发光二极管背光源； 110～多个发光二极管线；

120～驱动器单元； 122～驱动电流脉冲；

130～感测器单元； 140～控制器；

150～光混和单元； C₁-C_N～驱动电流；

D₁-D_N～驱动器； L₁-L_N～光线；

S₁-S_N～发光二极管线。

图4

410～背光板； 410R～红色发光二极管；

410G～绿色发光二极管； 410B～蓝色发光二极管；

411-416～发光二极管线； 420～驱动器；

430～感测器； 440～控制器；

442～传阻放大器； 444～栅控控制器；

446～信号持定器(积分器)；

460～多工器； 480～光线。

具体实施方式

由于本领域的技术人员能轻易明白本发明的多种修改和变化，因此本发明仅以下列作为范例的例子来特别叙述。本发明的多种实施例将详细地叙述。在附图中，相同的编号表示相同的元件。在以下的叙述以及权利要求中，「一」的意思包括两个以上的关系，除非以文字清楚地指定为其他情况。

本发明的实施例将根据对应的图1至图4来说明。如同此文所概括地具体化及说明，根据本发明的目的，在一技术样态中，本发明涉及一种具有多个发光二极管线的发光二极管背光源，于其中，提供至每一发光二极管线的驱动电流的调整是根据每一发光二极管线所输出的实际光线的色度及亮度与每一发光二极管线的期望光线的色度及亮度之间的色座标差，以使得发光二极管背光源产生具有均匀亮度的期望颜色的光线。

图1表示根据本发明一实施例的发光二极管背光源100的示意图。发光二极管背光源100具有多个发光二极管线{S_i}110，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数。每一发光二极管线S_i具有多个红色(R)、绿色(G)、及蓝色(B)发光二极管(RGB发光二极管)，其在空间上规则地排列以发射光线。每一发光二极管线S_i用来接收一驱动电流C_i，且根据所接收的驱动电流来发射光线L_i。

发光二极管背光源100还包括驱动器单元120、感测器单元130、以及控制器140。驱动器单元120、多个发光二极管线{S_i}110、感测器单元130、及控制器140形成闭回路回授控制系统，其将多个发光二极管线{S_i}110中每一发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度调整至期望的色度及亮度。此外，发光二极管背光源100具有光混和单元150，其配置在多个发光二极管线{S_i}110与感测器单元130之间，以均匀地混和来自多个发光二极管线{S_i}110的光线。

驱动器单元120包括多个驱动器{D_i}。每一驱动器D_i电性耦接对应的发光二极管线S_i，且用来将一驱动电流C_i提供给对应的发光二极管线S_i以使其发射光线。光线L_i的色度及亮度特征以色座标Luv来描述，其与提供给发光二极管线S_i的电流C_i有关。由驱动器单元120提供给一发光二极管线S_i的驱动电流C_i具有脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号型态，其具有可调整的工作周期(duty cycle)及振幅。PWM驱动电流C_i包括三种PWM电流C_iR、C_iG、及C_iB，以个别驱动每一类型的RGB发光二极管。

感测单元130通过光混和单元150而耦接多个发光二极管线{S_i}110，且个别地检测每一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i。感测器单元130包括红光感测器、绿光感测器、以及蓝光感测器，用以分别检测由一发光二极管线S_i中红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管所发射的光线的强度/亮度。检测获得的此发光二极管线S_i中红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管发射的光线的强度/亮度，被使用来获得此发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i。二者择一地，感测器单元130包括彩色滤光器，其可检测来自此发光二极管线S_i所发射的光线的不同颜色部分。

控制器140与感测器单元130及驱动器单元120信号联系，且用来接收来自感测器单元130的每一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的测得色座标Luv_i，并根据接收的测得的色座标Luv_i来调整由驱动器单元120提供至每一发光二极管线S_i的驱动电流C_i，以使多个发光二极管线{S_i}110所发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。

在操作上，为了检测一发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i，控制器140将时间延迟Δt或相位偏移

施加于由驱动器D_i提供给发光二极管线S_i的PWM驱动电流C_i上。选择此时间延迟Δt或相位偏移Δ以使得其不会影响发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i，但其可由感测器单元130所测得。例如，相位偏移Δ(或时间延迟Δt)可被选择具有一数值，此数值对应施加于PWM驱动电流C_i上且在范围0-π/10内的小扰动。当感测器单元130检测到此在PWM驱动电流C_i上的时间延迟Δt或相位偏移Δ时，由感测器单元130所检测的光线L_i的色座标Luv_i则对应由发光二极管线S_i所发射的光线的色座标。检测获得的发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i回传给控制器140，接着将其与给予发光二极管线S_i的光线的参考色座标Ruv_i做比较，且决定提供至发光二极管线S_i的驱动电流C_i，使得检测获得的发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i与发光二极管线S_i的光线的参考色座标Ruv_i相同。此驱动电流C_i在其工作周期以及/或振幅上执行调整，以便将发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i调整至发光二极管线S_i的光线的参考色座标Ruv_i。

在一实施例中，多个发光二极管线{S_i}110中每一发光二极管线S_i的光线参考色座标，包含在储存于控制器140内的对应表(look-up table，LUT)。对应表LUT也包括多个发光二极管线{S_i}110中每一发光二极管线S_i的对应驱动电流信息。

图2a及图2b表示根据本发明一实施例，用来驱动发光二极管背光源的电流时序图，其中，时间延迟Δt1或时间延迟Δt2施加于发光二极管线S₁的驱动电流C₁。在图2a的实施例中，发光二极管线S₁所发射的光线以时间Δt1早于发光二极管线S₂所发射的光线、发光二极管线S₃所发射的光线、...以及发光二极管线S_N所发射的光线。因此，感测器单元130在期间0-Δt1内所检测的光线是对应发光二极管线S₁所发射的光线。然而，在图2b的实施例中，发光二极管线S₁所发射的光线以短时间Δt2晚于发光二极管线S₂所发射的光线、发光二极管线S₃所发射的光线、...以及发光二极管线S_N所发射的光线。因此，在发光二极管线S₂、发光二极管线S₃、...以及发光二极管线S_N不发射光线之后，感测器单元130在期间Δt2内所检测的光线与发光二极管线S₁所发射的光线成比例。

图3表示根据本发明另一实施例，用来驱动发光二极管背光源的电流时序图。在此实施例中，在每一发光二极管线S_i中的每一类的红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管分别由PWM电流C_iR、C_iG、及C_iB来驱动。已知，每一类的红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管在发射效率上相异。换句话说，它们在功率消耗上以及发射效率上相异。因此，每一PWM电流C_iR、C_iG、及C_iB的工作周期因而不同。例如，PWM电流C_iG的工作周期G_duty大于PWM电流C_iR的工作周期R_duty，而PWM电流C_iR的工作周期R_duty大于PWM电流C_iB的工作周期B_duty，换句话说，如图3所示，G_duty>R_duty>B_duty。

在一实施例中，藉由量测由发光二极管线S_i中的每一类的红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管分别发射的光线强度I_iR、I_iG、及I_iB，则可获得发光二极管线S_i中所发射的光线的色度及亮度，如下：

F_iZ＝(I_iZ/gateD)*Z_duty；

Chr_iz＝F_iZ/(F_iR+F_iG+F_iB)；以及

Bri_i＝(F_iR+F_iG+F_iB)*GAIN

其中，F_iZ表示Z颜色的光通量、Chr_iZ表示Z颜色的色度、Bri_i表示发光二极管线S_i的亮度、gateD表示一栅控信号的工作周期、Z_duty表示PWM电流C_iZ的工作周期、GAIN表示一增益、且Z＝R(红色)、G(绿色)、或B(蓝色)。

在图3的实施例中，发光二极管线S₁的PWM电流C_1R、C_1G、及C_1B与发光二极管线S₂、S₃...及S_N的PWM电流比较起来具有一时间差Δt。因此，在期间0-Δt所测得的光线是对应于(成比例于)发光二极管线S₁所发射的光线。所测得的光线回传至控制器140，以进一步调整发光二极管线S₁的PWM电流C_1R、C_1G、及C_1B。同样地，发光二极管线S₂的PWM电流C_2R、C_2G、及C_2B，发光二极管线S₃的PWM电流C_3R、C_3G、及C_3B，...以及发光二极管线S_N的PWM电流C_NR、C_NG、及C_NB也可根据上述程序来调整。

图4表示根据本发明另一实施例的发光二极管背光源400。发光二极管背光源400包括6个发光二极管线411-416配置在背光板410上。也可利用另外一些发光二极管线来实施本发明。每一发光二极管线具有9个红色发光二极管410R、9个绿色发光二极管410G、以及9个蓝色发光二极管410B，其在空间上规则地排列以形成矩阵。每一发光二极管线电性耦接至驱动器420，以接收对应的驱动电流，并根据接收的驱动电流来发射光线480。光线480由耦接至发光二极管线411-416的感测器430所检测。由感测器430所检测到的光线480的信号通过传阻放大器442、栅控控制器444、以及信号持定器(积分器)446而传送至控制器440。接着，控制器440根据包含在一对应表内给予被监测的发光二极管线的参考值，来处理测得的信号，其中，此对应表储存在控制器440内。因此，一信号由控制器440通过多工器单元460传送至驱动器420。驱动器420根据此信号产生提供至被监测的发光二极管线的调整电流，以调整其发射的光线。

本发明的另一技术样态是有关于操作具有多个发光二极管线{S_i}的发光二极管背光源的方法i＝1，2，3...N，N为正整数。在一实施例的方法包括以下步骤。在步骤(a)中，多个发光二极管线{S_i}的每一个由PWM装置提供一对应驱动电流C_i，以使其发射光线L_i，其中，光线L_i的色度及亮度特征以色座标Luv来描述，其与提供给发光二极管线S_i的电流C_i有关。

在步骤(b)中，在提供至将被监测的发光二极管线S_k的一PWM驱动电流C_k上施加时间延迟Δt或相位偏移

其中k＝1，2，3，...或N。选择此时间延迟Δt或相位偏移Δ以使得其不会影响发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k。在一实施例中，此时间延迟Δt或相位偏移Δ实质上较小，但可被测得。例如，相位偏移Δ(或时间延迟Δt)可被选择具有一数值，此数值对应施加于PWM驱动电流C_k上且在范围0-π/10内的小扰动。

在步骤(c)中，当时间延迟Δt或相位偏移Δ被监测时，量测发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k。

在步骤(d)中，将检测获得的发光二极管线S_k所发射的光线L_k的色座标Luv_k与给予发光二极管线S_k的光线的参考色座标Ruv_k做比较。

在步骤(e)中，提供给发光二极管线S_k的PWM驱动电流C_k被调整，使得测得的色座标Luv_k相同于给予发光二极管线S_k的光线的参考色座标Ruv_k。此调整步骤可藉由调整PWM驱动电流C_k的工作周期以及/或振幅来执行。

在步骤(f)中，对多个发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复步骤(b)-(e)，以便使多个发光二极管线{S_i}发射的光线具有均匀的色度以及均匀的亮度。

在一实施例中，给予一发光二极管线S_i的光线参考色度座标Ruv_i根据以下步骤而获得：提供一PWM驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}中的每一个，以使其发射光线L_i；个别量测多个发光二极管线{S_i}中的每一个所发射的光线L_i的色座标Luv_i；施加时间延迟或相位偏移给一PWM驱动电流C_ref，其中，PWM驱动电流C_ref是提供给做为参考的一发光二极管线S_ref，且选择此时间延迟或相位偏移，使得其不会影响参考发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的色座标Luv_ref，ref＝1，2，3，...或N；当监测到时间延迟或相位偏移时，量测参考发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的色座标Luv_ref；根据色座标Luv_i及Luv_ref来计算发光二极管线S_i所发射的光线L_i对于参考发光二极管线S_ref所发射的光线L_ref的颜色偏移Δuv_if及亮度偏移ΔI_if；以及调整提供给发光二极管线S_i的PWM驱动电流C_i，以使Δuv_if＝0且ΔI_if＝0，藉此获得给予发光二极管线S_i的光线参考色度座标Ruv_i，其中，光线参考色度座标Ruv_i对应发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i，其光线L_i具有Δuv_if＝0且ΔI_if＝0。给予发光二极管线S_i的光线参考色度座标Ruv_i则储存在对应表。

本发明的另一技术样态涉及一种操作发光二极管背光源点亮液晶显示器的方法。此发光二极管背光源具有多个多个发光二极管线{S_i}，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数。每一发光二极管线S_i具有多个红色(R)、绿色(G)、及蓝色(B)发光二极管(RGB发光二极管)，其在空间上规则地排列以发射光线。每一型的RGB发光二极管电性耦接在一起，且用来接收驱动电流C_iZ，并根据所接收的驱动电流C_iZ来发射Z颜色的光线，其中，Z＝R(红色)、G(绿色)、或B(蓝色)。

在一实施例中，此方法包括以下步骤：(a)由PWM装置提供一对应驱动电流C_i给多个发光二极管线{S_i}的每一个，以使其发射光线，其中，驱动电流C_i包括三个PWM电流C_iR、C_iG、及C_iB，以个别驱动每一类型的RGB发光二极管；(b)分别量测由一发光二极管线S_i中每一型的RGB发光二极管所发射的光线的强度I_iR、I_iG、及I_iB；(c)对此发光二极管线S_i来判断：

F_iZ＝(I_iZ/gateD)*Z_duty；

Chr_iz＝F_iZ/(F_iR+F_iG+F_iB)；以及

Bri_i＝(F_iR+F_iG+F_iB)*GAIN

其中，F_iZ表示Z颜色的光通量、Chr_iZ表示Z颜色的色度、Bri_i表示发光二极管线S_i的亮度、gateD表示一栅控信号的工作周期、Z_duty表示PWM电流C_iZ的工作周期、GAIN表示一增益、且Z＝R(红色)、G(绿色)、或B(蓝色)；(d)比较判断获得的发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度与此发光二极管线S_i的光线参考色度及亮度；(e)调整提供给此发光二极管线S_i的PWM驱动电流C_i，以使得发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度相等于此发光二极管线S_i的光线参考色度及亮度；以及(f)对多个发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复步骤(b)-(e)，以便使多个发光二极管线{S_i}发射的光线具有均匀的色度以及均匀的亮度。每一发光二极管线S_i的光线参考色度及亮度储存在一对应表。

在一实施例中，量测步骤包括以下步骤：在提供至发光二极管线S_i的PWM驱动电流C_i上施加时间延迟Δt或相位偏移Δ以及当时间延迟Δt或相位偏移Δ被检测到时，分别量测来发光二极管线S_i中每一型的RGB发光二极管所发射的光线强度I_iR、I_iG、及I_iB。选择此时间延迟Δt或相位偏移Δ以使得其不会影响发光二极管线S_i所发射的光线L_i的色座标Luv_i。，此时间延迟Δt或相位偏移Δ实质上较小，但可被测得。例如，相位偏移Δ(或时间延迟Δt)可被选择具有一数值，此数值对应施加于PWM驱动电流C_i上且在范围0-π/10内的小扰动。

简单来说，本发明揭示一种具有多个发光二极管线的发光二极管背光源，于其中，提供给每一发光二极管线的驱动电流的调整，根据每一发光二极管线所输出的实际光线色度及亮度与每一发光二极管线的期望光线的色度及亮度之间的色座标差，以使得发光二极管背光源产生具有均匀亮度的期望颜色的光线。本发明还揭示了操作此发光二极管背光源的方法。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims

1.一种操作方法，适用于一发光二极管背光源，该发光二极管背光源具有多个发光二极管线{S_i}，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数，每一该发光二极管线S_i接收一驱动电流C_i，且根据该驱动电流C_i来发射一光线L_i，其中，该光线L_i的色度及亮度特征以一色座标Luv_i来描述，且该色座标Luv_i与该驱动电流C_i相关，该操作方法包括:

a.藉由一脉冲宽度调制装置提供一对应驱动电流C_i给所述发光二极管线{S_i}的每一个，以使所述发光二极管线{S_i}的每一个发射光线L_i；

b.在提供至将被监测的一发光二极管线S_k的一驱动电流C_k上施加一时间延迟或一相位偏移，其中，选择该时间延迟或该相位偏移，以使得该时间延迟或该相位偏移不会影响该发光二极管线S_k所发射的一光线L_k的一色座标Luv_k，k＝1，2，3，...或N；

c.当该时间延迟或该相位偏移被监测时，量测该发光二极管线Sk所发射的该光线L_k的该色座标Luv_k；

d.比较检测获得的该发光二极管线S_k所发射的该光线L_k的该色座标Luv_k与给予该发光二极管线S_k的光线的一参考色座标Ruv_k；

e.调整提供给该发光二极管线S_k的该驱动电流C_k，使得测得的该色座标Luv_k相等于给予该发光二极管线S_k的光线的该参考色座标Ruv_k；以及

f.对所述发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复所述步骤b-e，以使所述发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。

2.如权利要求1所述的操作方法，其中该调整步骤藉由调整该驱动电流C_k的工作周期来执行。

3.如权利要求1所述的操作方法，其中该调整步骤藉由调整该驱动电流C_k的振幅来执行。

4.如权利要求1所述的操作方法，其中每一该发光二极管线S_i包括在空间上规则地排列的多个红色、绿色、及蓝色发光二极管，每一类型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管电性耦接在一起。

5.如权利要求4所述的操作方法，其中提供至该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，用以分别驱动每一型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管。

6.如权利要求1所述的操作方法，其中给予所述发光二极管线的一个S_i的该参考色座标Ruv_k根据以下步骤而获得:

提供该驱动电流C_i给所述发光二极管线{S_i}中的每一个，以使所述发光二极管线{S_i}的每一个发射光线L_i；

个别量测所述发光二极管线{S_i}中的每一个所发射的该光线L_i的该色座标Luv_i；

施加一时间延迟或一相位偏移给一驱动电流C_ref，其中，该驱动电流C_ref是提供给做为参考的一发光二极管线S_ref，且选择该时间延迟或该相位偏移，使得该时间延迟或该相位偏移不会影响该发光二极管线S_ref所发射的一光线L_ref的一色座标Luv_ref，ref＝1，2，3，...或N；

当监测到该时间延迟或该相位偏移时，量测该发光二极管线S_ref所发射的该光线L_ref的该色座标Luv_ref；

根据该色座标Luv_i及该色座标Luv_ref来计算该发光二极管线S_i所发射的该光线L_i对于该发光二极管线S_ref所发射的该光线L_ref的一颜色偏移Δuv_if及一亮度偏移ΔI_if；以及

调整提供给该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i，以使Δuv_if＝0且ΔI_if＝0，藉此获得给予该发光二极管线S_i的光线的该参考色度座标Ruv_i，其中，该参考色度座标Ruv_i对应该发光二极管线S_i所发射的该光线L_i的该色座标Luv_i，且该光线L_i具有Δuv_if＝0且ΔI_if＝0。

7.如权利要求6所述的操作方法，其中，给予该发光二极管线S_i的光线的该参考色度座标Ruv_i储存在一对应表。

8.一种操作方法，适用于一发光二极管背光源，该发光二极管背光源具有多个发光二极管线{S_i}，其中i＝1，2，3，...N，且N为正整数，每一该发光二极管线S_i具有在空间上规则地排列的多个红色、绿色、及蓝色发光二极管，每一型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管电性耦接在一起且接收一驱动电流C_iZ，并根据该驱动电流C_iZ来发射一Z颜色的光线，Z＝红色、绿色、或蓝色，该操作方法包括:

a.由一脉冲宽度调制装置提供一对应驱动电流C_i给所述发光二极管线{S_i}的每一个，以使所述发光二极管线{S_i}的每一个发射光线，其中，该驱动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，以分别驱动每一类型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管；

b.分别量测由该发光二极管线S_i中每一型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管所发射的光线的强度I_iR、I_iG、及I_iB；

c.对该发光二极管线S_i来判断:

F_iZ＝(I_iZ/gateD)*Z_duty；

Chr_iz＝F_iZ/(F_iR+F_iG+F_iB)；以及

Bri_i＝(F_iR+F_iG+F_iB)*GAIN

其中，F_iZ表示该Z颜色的光通量、Chr_iZ表示该Z颜色的色度、Bri_i表示该发光二极管线S_i的亮度、gateD表示一栅控信号的工作周期、Z_duty表示该电流C_iZ的工作周期、GAIN表示一增益、且Z＝红色、绿色、或蓝色；

d.比较判断获得的该发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度与该发光二极管线S_i的光线的一参考色度及亮度；

e.调整提供给该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i，以使得该发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度相等于该发光二极管线S_i的光线的该参考色度及亮度；以及

f.对所述发光二极管线{S_i}中剩余的每一个重复所述步骤b-e，以便使所述发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。

9.如权利要求8所述的操作方法，其中该量测步骤包括:

在提供至该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i上施加一时间延迟或一相位偏移，其中，选择该时间延迟或该相位偏移，以使得该时间延迟或该相位偏移不会影响该发光二极管线S_i所发射的光线的色度及亮度；以及

当该时间延迟或该相位偏移被检测到时，分别量测来该发光二极管线S_i中每一型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管所发射的光线强度I_iR、I_iG、及I_iB。

10.如权利要求8所述的操作方法，其中该调整步骤藉由调整该驱动电流C_i的工作周期来执行。

11.如权利要求8所述的操作方法，其中该调整步骤藉由调整该驱动电流C_i的振幅来执行。

12.如权利要求8所述的操作方法，其中每一该发光二极管线S_i的光线参考色度及亮度储存在一对应表。

13.一种发光二极管背光源，包括:

多个发光二极管线{S_i}，每一该发光二极管线S_i可发射期望颜色的光线，其中，i＝1，2，3，...N，且N为正整数；

一驱动器单元，电性耦接所述发光二极管线{S_i}，且藉由一脉冲宽度调制装置个别提供一对应驱动电流C_i给所述发光二极管线{S_i}的每一个，以使所述发光二极管线{S_i}的每一个发射一光线L_i，其中，该光线L_i的色度及亮度特征以一色座标Luv_i来描述，且该色座标Luv_i与提供至该发光二极管线S_i的驱动电流相关；

一感测器单元，耦接所述发光二极管线{S_i}，且个别地检测每一该发光二极管线S_i所发射的该光线L_i的该色座标Luv_i；以及

一控制器，与该感测器单元与该驱动器单元联系，且接收来自该感测器单元所检测到的每一该发光二极管线S_i所发射的该光线L_i的该色座标Luv_i，并根据所接收到的每一该发光二极管线S_i所发射的该光线L_i的该色座标Luv_i来决定由该驱动器单元提供至每一该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i，以便使所述发光二极管线{S_i}发射的光线具有实质上均匀的色度以及实质上均匀的亮度。

14.如权利要求13所述的发光二极管背光源，其中，该驱动器单元、所述发光二极管线{S_i}、该感测器单元、及该控制器形成一闭回路回授控制系统。

15.如权利要求13所述的发光二极管背光源，其中由该驱动器单元提供给每一该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i处于一脉冲宽度调制信号型态，且该脉冲宽度调制信号具有可调整的工作周期及振幅。

16.如权利要求15所述的发光二极管背光源，其中每一该发光二极管线S_i包括在空间上规则地排列的多个红色、绿色、及蓝色发光二极管，每一型的所述红色、绿色、及蓝色发光二极管电性耦接在一起。

17.如权利要求15所述的发光二极管背光源，其中，提供至该发光二极管线S_i的该驱动电流C_i包括三个电流C_iR、C_iG、及C_iB，用以分别驱动每一型的所述红色、绿色及蓝色发光二极管。

18.如权利要求13所述的发光二极管背光源，其中该控制器在提供至将被监测的一发光二极管线S_k的一驱动电流C_k上施加一时间延迟或一相位偏移，其中选择该时间延迟或该相位偏移，以使得该时间延迟或该相位偏移不会影响该发光二极管线S_k所发射的一光线Lk的一色座标Luv_k，k＝1，2，3，...或N。

19.如权利要求18所述的发光二极管背光源，其中该感测器单元可检测该时间延迟或该相位偏移，以判断来自将被监测的该发光二极管线所发射的光线。

20.如权利要求18所述的发光二极管背光源，还包括在储存在该控制器的一对应表，其中该对应表包括每一该发光二极管线S_i的该光线L_i的信息以及参考色座标，以及包括每一该发光二极管线S_i的该对应驱动电流的信息。