CN101453812B - 光源组件、液晶显示器及驱动光源组件的方法 - Google Patents

光源组件、液晶显示器及驱动光源组件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光源组件、具有该光源组件的液晶显示器和驱动该光源组件的方法。该光源组件包括：光源，其发光；检测器，其检测所述光并基于所述光的性能产生光信号；运算器，可操作地连接到所述检测器，接收所述光信号并基于所述光信号计算光源的颜色坐标；比较器，可操作地连接到所述运算器，将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较；控制单元，可操作地连接到所述比较器，并基于所述比较器的比较结果来控制传输到光源的脉宽调制信号。

Description

光源组件、液晶显示器及驱动光源组件的方法
本申请要求于2007年12月4日提交的第10-2007-0125040号韩国专利申请的优先权，该申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及光源组件、具有该光源组件的液晶显示器(LCD)以及驱动该光源组件的方法，更具体地讲，涉及这样一种光源组件、具有该光源组件的LCD以及驱动该光源组件的方法，其中，表示颜色的可再现颜色空间被扩大，从而更准确地表示自然色。
背景技术
由于社会变得更依赖于高度发达的信息和通信技术，所以对较大和较薄的显示器的市场需求增大。具体地讲，传统的阴极射线管(CRT)不能充分地满足市场需求，因此，对平板显示器(FPD)(例如，等离子体显示面板(PDP)、等离子体寻址液晶(PALC)显示面板、液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED))的需求快速增加。
通常，标准监视器将标准的红绿蓝(sRGB)标准的颜色空间设定为标准监视器的标准颜色空间。然而，在sRGB标准的颜色空间中，仅可表示有限种颜色。因此，设定sRGB标准的标准监视器不能表示sRGB颜色空间的颜色范围之外的颜色。另外，近来已经改进了例如数字相机之类的装置，从而使这类装置可以捕获到sRGB颜色空间的颜色范围之外的颜色。然而，例如，如果在利用sRGB标准的标准监视器上显示这种数字相机捕获的图像，则不能准确地表示这种数字相机捕获的颜色。因此，需要具有包含比sRGB颜色空间的颜色范围更宽的范围的颜色空间的监视器，其中，包含比sRGB颜色空间的颜色范围更宽的范围的颜色空间例如ADOBE
Figure G2008101830150D0001112230QIETU
RGB颜色空间。
发明内容
根据示例性实施例的液晶显示器(LCD)包括宽色域，其中，滤色器和光源表示颜色空间。
根据示例性实施例的LCD还包括光源或滤色器的性能的实时校正。结果，包括光源组件的LCD包括可再现的颜色空间并更准确地表示存在于自然中的颜色。
根据本发明的示例性实施例的光源组件包括：光源，其发光；检测器，其检测所述光并基于所述光的性能产生光信号；运算器，可操作地连接到所述检测器，接收所述光信号并基于所述光信号计算光源的颜色坐标；比较器，可操作地连接到所述运算器，将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较；控制单元，可操作地连接到所述比较器，并基于所述比较器的比较结果来控制传输到光源的脉宽调制(PWM)信号。
根据本发明的可选择性的示例性实施例，LCD包括滤色器和设置在滤色器上的光源组件。滤色器包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。光源组件包括：红光源，所述红光源发射具有主峰在大约620nm至大约630nm的范围内的波长和半高全宽小于大约15nm的光谱的红光；绿光源，所述绿光源发射具有主峰在大约525nm至大约535nm的范围内的波长和半高全宽小于大约30nm的光谱的绿光；蓝光源，所述蓝光源发射具有主峰在大约445nm至大约455nm的范围内的波长和半高全宽小于大约19nm的光谱的红光。光源组件将红光、绿光和蓝光混合，以产生白光并将白光输出到滤色器。
根据本发明的另一可选择的示例性实施例，一种驱动光源组件的方法包括：利用检测器检测从光源发射的光，并利用检测器基于所述光的性能产生光信号；利用运算器接收光信号，并利用运算器计算光源的颜色坐标；利用比较器将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较；利用控制器基于比较结果来控制传输到光源的脉宽调制PWM信号。
附图说明
通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它方面、特征和优点将会变得更清楚，其中：
图1是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器(LCD)的分解透视图；
图2是示出了包括在如图1中示出的根据本发明的示例性实施例的LCD中的滤色器和光源组件的局部剖视图；
图3是示出了根据图1中示出的本发明的示例性实施例的LCD的色域的x-y色度图；
图4是示出了包括在如图1和图2所示的根据本发明的示例性实施例的LCD中的滤色器和每个光源芯片的光谱特性的波长与透射率的曲线图；
图5是示出了包括在根据图1示出的本发明的示例性实施例的LCD中的光源单元的色域的x-y色度图；
图6是示出了穿过包括在图1中示出的根据本发明的示例性实施例的LCD中的滤色器的光的波长特性的波长与强度的曲线图；
图7是示出了穿过包括在图1中示出的根据本发明示例性实施例的LCD中的滤色器的光的色域的x-y色度图；
图8A是示出了基于色温变化的根据本发明的示例性实施例的光源单元的色域的x-y色度图(国际照明委员会(CIE)1931)；
图8B是图8A中示出的区域“A”的放大图；
图9A是示出了基于色温变化的根据本发明的示例性实施例的光源单元的色域的x-y色度图(CIE 1976)；
图9B是图9A中示出的区域“B”的放大图；
图10A是示出了根据本发明示例性实施例的红光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图；
图10B是示出了根据本发明示例性实施例的红光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图；
图11A是示出了根据本发明示例性实施例的绿光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图；
图11B是示出了根据本发明示例性实施例的绿光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图；
图12A是示出了根据本发明示例性实施例的蓝光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图；
图12B是示出了根据本发明示例性实施例的蓝光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图；
图13是根据本发明的示例性实施例的光源组件的框图；
图14和图15是用于解释图1中示出的根据本发明的示例性实施例的LCD中包括的光源单元的校正方法的x-y色度图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以很多不同的形式来实现，并且不应该被理解为限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开将是彻底的和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。相同的标号始终表示相同的元件。
应该理解，当元件被称作在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上或者可在该元件与另一元件之间存在中间元件。相反，当元件被称作“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。
应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分并不受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
此外，在这里可使用相对术语，如“下面的”或“底部的”以及“上面的”或“顶部的”，用来描述如图中所示的一个元件与其它元件的关系。应该理解的是，相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置的不同方位。例如，如果在一副图中装置被翻转，则描述为在其它元件“下”侧的元件随后将被定位为在其它元件“上”侧。因此，根据附图中的具体方位，示例性术语“下面的”可包括“上面的”和“下面的”两种方位。相似的，如果在一副图中的装置被翻转，则描述为在其它元件“之下”或“下方”的元件将被随后定位为在其它元件“之上”。因此，示例性术语“在...之下”或“在...下方”可包含“在...之上”和“在...之下”两种方位。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。将进一步理解，除非这里明确定义，否则术语例如在通用的字典中定义的术语应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的意思相同的意思，而不是理想地或者过于正式地解释它们的意思。
在此参照作为本发明的理想实施例的示例性示例的剖视图来描述本发明的示例性实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的示例的形状变化。因此，本发明的实施例不应该被理解为限制于在此示出的区域的具体形状，而应该包括例如由制造导致的形状变形。例如，示出或描述为平坦的区域可通常具有粗糙和/或非线形的特征。而且，示出的锐角可被倒圆。因此，在图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出区域的精确形状，也不意图限制本发明的范围。
在下文中，将参照附图来更详细地描述根据本发明示例性实施例的液晶显示器(LCD)。图1是根据本发明的示例性实施例的LCD 1的分解透视图。图2是示出了包括在如图1中示出的根据本发明的示例性实施例的LCD 1中的滤色器和光源组件100的局部剖视图。
参照图1，根据本实施例的LCD 1包括液晶面板组件30、上壳体20和背光组件10。
液晶面板组件30包括液晶面板31，液晶面板31包括薄膜晶体管(TFT)显示基底32、共电极显示基底33以及置于TFT显示基底32和共电极显示基底33之间的液晶层(未示出)。液晶面板组件30还包括栅极芯片膜封装35、数据芯片膜封装34和集成的印刷电路板(PCB)36。
液晶面板31包括TFT显示基底32和共电极显示基底33。TFT显示基底32还包括栅极线(未示出)、数据线(未示出)、TFT阵列(未示出)和像素电极(未示出)。共电极显示基底33包括黑色矩阵(未示出)和共电极(未示出)，并且共电极显示基底33被设置成基本面向TFT显示基底32，如图1所示。在操作中，液晶面板31显示图像。
栅极芯片膜封装35连接到形成在位于共电极显示基底33下方的TFT显示基底32上的每条栅极线(未示出)。数据芯片膜封装34连接到形成在TFT显示基底32上的每条数据线(未示出)。例如，栅极芯片膜封装35和数据芯片膜封装34均包括：布线图案(未示出)，在布线图案中，半导体芯片(未示出)形成在基膜(未示出)上；带式自动结合(TAB)带(未示出)，其通过TAB技术与半导体芯片结合，但是可选择的示例性实施例不限于此。在示例性实施例中，例如，栅极芯片膜封装35和数据芯片膜封装34可均包括载带封装(TCP)或膜上芯片(COF)，但是可选择的示例性实施例不限于此。
驱动部件(未示出)被安装在集成的PCB 36上，以将栅极驱动信号传输到栅极芯片膜封装35并将数据驱动信号传输到数据芯片膜封装34。
上壳体20形成了LCD 1的外部组件，其中，LCD 1包括容纳液晶面板组件30的空间。在接近上壳体20的中间部分形成开口(例如，窗口)，以暴露液晶面板31，如图1所示。
置于上壳体20和下壳体170之间的中间框架110将上壳体20结合到下壳体170。
仍然参照图1，背光组件10包括中间框架110、至少一个光学片120、漫射板130、光源组件100和下壳体170。
中间框架110被稳固地固定到下壳体170并容纳光学片120、漫射板130和光源组件100。在示例性实施例中，中间框架110为基本直线形的，并包括沿其外周边缘形成的侧壁。开口(例如，窗口)接近中间框架110的中间部分形成，以允许穿过漫射板130和光学片120的光穿过中间框架110。
光学片120聚集并漫射从漫射板130接收的光。因此，光学片120设置在漫射板130上并被中间框架110容纳。在示例性实施例中，光学片120包括第一棱镜片(未示出)、第二棱镜片(未示出)和保护片(未示出)。
第一棱镜片和第二棱镜片折射穿过漫射板130的光，例如，折射相对于LCD 1的前侧以小角度接收的光，从而将以小角度接收的光聚集在LCD 1的前侧，以提高LCD 1的亮度。
形成在第一棱镜片和第二棱镜片上的保护片保护第一棱镜片和第二棱镜片的表面，并漫射光，以实现光的均匀分布。在可选择的示例性实施例中的光学片120的结构不限于上述描述的结构。
漫射板130接收来自光源单元150的光并沿所有方向漫射接收到的光。漫射板130防止在LCD 1的前表面上出现可视的明亮的缺陷(例如亮点)，其中，所述亮点如具有多个光源单元150中的单个光源单元150的形状并由所述单个光源单元150产生的点光源。
光源组件100是将光提供给漫射板130的发光装置。光源组件100包括光源单元150、电路板160和反射片140。在示例性实施例中，光源单元150中的每个光源单元发射白光，并连接到电路板160以接收驱动电压。光源单元150设置在电路板160上，反射片140设置在电路板160上，以固定电路板160上的每个光源单元150的位置。
反射片140包括开口141，开口141容纳各个光源单元150，例如通过反射片140暴露各个光源单元150，从而反射片140通过沿向上的方向反射来自光源单元150的光，因而允许来自光源单元150的光沿向上的方向(如图1所示)传播。
现在，将参照图2更详细地描述根据示例性实施例的滤色器300和光源组件100的结构。
参照图2，光源组件100产生的光选择性地穿过滤色器300，从而显示图像。滤色器300包括对应于每个像素(未示出)的红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B。更具体地讲，每个像素被分成多个域(domain)，红光105、绿光106和蓝光107选择性地穿过各个域。例如，可利用条状布置方法按行顺序地并重复地布置滤色器300的红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B，但是可选择的示例性实施例不限于此。例如，也可以利用其它布置方法来布置红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B，如三角形布置方法和马赛克(mosaic)布置方法。
光源组件100产生光并将产生的光提供到液晶面板30(见图1)。在示例性实施例中，光源组件100将红光、绿光和蓝光混合以产生白光，因此，根据示例性实施例的光源组件100包括红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B。
红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B分别发射红光105、绿光106和蓝光107。红光105、绿光106和蓝光107混合后产生入射到滤色器300的白光。在示例性实施例中，例如，红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B可为发光二极管、白色发光二极管、荧光灯或激光光源，但是可选择的示例性实施例不限于此。
红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B均仅使具有对应的预定波长的光穿过。具体地讲，红色滤色器CF_R使来自入射白光的对应于红色波长的光穿过。同样地，绿色滤色器CF_G使来自入射白光的对应于绿色波长的光穿过，蓝色滤色器CF_B使来自入射白光的对应于蓝色波长的光穿过。结果，穿过红色滤色器CF_R的光、穿过绿色滤色器CF_G的光和穿过蓝色滤色器CF_B的光以其适当的比例混合，从而表示期望的彩色图像。
从光源组件100发射的光可包含除了对应于红光105、绿光106和蓝光107的波长之外的波长。此外，根据将被显示在液晶面板30上的图像的亮度，与每种颜色的光的对应波长相比，滤色器300可使范围更宽的波长穿过。因此，会降低红光105、绿光106和蓝光107中每种光的纯度，从而影响可显示在液晶面板30上的颜色空间。下面将详细描述LCD 1的颜色空间根据光源组件100产生的光和滤色器300之间的关系的变化。
现在将参照图3至图12B来进一步详细地描述滤色器300和光源单元150的特性。
图3是示出了根据图1中示出的本发明的示例性实施例的LCD 1的色域的x-y色度图。参照图3，符合国际照明委员会(CIE)的标准的XYZ颜色系统的x-y色度图包括图1的LCD 1的颜色空间的色域(例如，子集)、标准的红绿蓝(sRGB)颜色空间的色域以及
Figure G2008101830150D00081
 RGB颜色空间的色域。具体地讲，CIE颜色空间是由CIE定义的颜色空间并表示所有的自然色。sRGB颜色空间是由
Figure G2008101830150D00082
和
Figure G2008101830150D00083
联合提出的标准，并主要用在显示装置中，如监视器。
Figure G2008101830150D00084
RGB颜色空间是由ADOBESYSTEMS 
Figure G2008101830150D00085
提出的颜色空间标准，相对于sRGB颜色空间，
Figure G2008101830150D0008112407QIETU
 RGB颜色空间表示的颜色范围更宽。RGB_0颜色空间是根据本发明的示例性实施例的LCD 1再现的颜色的色域。此外，RGB_0颜色空间既包括sRGB颜色空间，也包括
Figure G2008101830150D00087
 RGB颜色空间，如图3所示。因此，与sRGB颜色空间和
Figure G2008101830150D00088
 RGB颜色空间相比，RGB_0颜色空间表示的颜色范围更宽。在图3中，各个颜色空间(例如，sRGB颜色空间、
Figure G2008101830150D00089
RGB颜色空间和RGB_0颜色空间)的每个顶点表示红色、绿色和蓝色。例如，RGB_0颜色空间的第一顶点表示红色R，RGB_0颜色空间的第二顶点表示绿色G，RGB_0颜色空间的第三顶点表示蓝色B，如图3所示。
现在将参照图4更详细地描述根据示例性实施例的滤色器300、红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B。图4是示出了包括在根据图1示出的本发明的示例性实施例的LCD 1中的滤色器300以及红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B的光谱特性的波长与透射率的曲线图。
参照图4，虚线表示红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B的各自的透射曲线，如图4所标注。另外，实线表示红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B的各自的光谱曲线，如图4所标注。
如图4所示，红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B的透射波长范围(例如，各个透射曲线的宽度)分别大于(例如，宽于)红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B的透射波长范围(例如，光谱曲线的宽度)。例如，当滤色器300的透射波长范围减小时，亮度减小，同时颜色的纯度提高。因此，根据示例性实施例的滤色器300的透射波长范围比光源单元150的透射波长范围大(例如，宽)。
另外，红色滤色器CF_R、绿色滤色器CF_G和蓝色滤色器CF_B的透射波长范围可部分相互重叠，如图4所示。因此，例如，在绿光区域中的光可穿过红色滤色器CF_R和蓝色滤色器CF_B，在红光区域中的光和在蓝光区域中的光可穿过绿色滤色器CF_G。当一个区域中的光穿过滤色器300的相邻区域时，相关颜色的纯度降低，从而减小了LCD 1的色域。因此，在示例性实施例中，调整滤色器300的透射性能和光源单元150的光谱性能，以将光的亮度维持在适当的水平，同时表示宽范围的颜色。
根据示例性实施例的光源单元150(见图1)中的每个光源单元150包括红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B(见图2)。红光源芯片LM_R发射红光，其中，红光具有主峰为大约620nm至大约630nm的波长和半高全宽(FWHM)小于大约15nm的光谱。绿光源芯片LM_G发射绿光，其中，绿光具有主峰为大约525nm至大约535nm的波长和FWHM小于大约30nm的光谱。蓝光源芯片LM_B发射蓝光，其中，蓝光具有主峰为大约445nm至大约455nm的波长和FWHM小于大约19nm的光谱。
滤色器300的绿色滤色器CF_G的透射光谱具有主峰为大约515nm至大约519nm的波长，滤色器300的蓝色滤色器CF_B的透射光谱具有主峰小于大约460nm的波长。另外，蓝色滤色器CF_B与绿色滤色器CF_G的透射光谱的透射率的比B/G小于大约8.4×10-4/1.1×10-3。
现在将参照图5来更详细地描述光源单元150的色域。图5是示出了包括在根据图1示出的本发明的示例性实施例的LCD 1中的光源单元150的色域的x-y色度图。在图5中，示出了从光源单元150发射的但是没有穿过滤色器300的光的色域。
表1示出了与包括在比较试验示例中的光源单元中的每种颜色的对应的光源芯片的光的波长相比，包括在根据本发明示例性实施例的光源单元150中的红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B的光的波长和颜色再现性。
表1
 
红光源芯片 绿光源芯片 蓝光源芯片 颜色再现性
比较试验示例     624.3nm 530.5nm 454nm 105.90％
试验示例1        624.3nm 530.5nm 447.5nm-450nm 106.10％
试验示例2        624.3nm 530.5nm 445nm-447.5nm 106.11％
在表1中，颜色再现性是每个试验示例中的颜色空间与国家电视系统委员会(NTSC)颜色空间相比的比率的百分数，其中，NTSC颜色空间是针对美国(US)的阴极射线管(CRT)监视器的标准并基于CIE 1731。
图5示出了比较试验示例、试验示例1和试验示例2中的光源单元的色域。参照图5，各个颜色空间的每个顶点表示红光、绿光或蓝光。CIE颜色空间是由CIE定义的颜色空间，
Figure G2008101830150D00101
RGB颜色空间是由
Figure G2008101830150D00102
系统提出的颜色空间标准。另外，RGB_c颜色空间表示表1中示出的比较试验示例的色域，RGB_1颜色空间表示表1中示出的试验示例1的色域，RGB_2颜色空间表示表1中示出的试验示例2的色域。
在比较试验示例、试验示例1和试验示例2中，红光和绿光满足RGB标准，例如，对应于
Figure G2008101830150D00104
 RGB标准。另一方面，比较试验示例的蓝光偏离了
Figure G2008101830150D00105
 RGB标准，如图5和表1所示。在试验示例1和试验示例2中，蓝光满足 RGB标准。
现在将参照图6和图7来更详细描述穿过滤色器300的光的色域。图6是示出了穿过包括在图1中的LCD 1中的滤色器300的光的波长特性的波长与强度的曲线图。图7是示出了穿过包括在图1中示出的根据本发明示例性实施例的LCD 1中的滤色器300的光的色域的x-y色度图。
为了扩大穿过滤色器300的光的色域，改变了蓝色滤色器CF_B的透射率。具体地讲，调整蓝色滤色器CF_B的透射率以减小蓝色滤色器CF_B的FWHM。结果，有效地减小了蓝光区域和绿光区域相互重叠的面积，从而基本加宽了示例性实施例中的光的色域。
参照图7，根据示例性实施例的LCD 1的色域基本包围了整个
Figure G2008101830150D00111
RGB颜色空间。然而，在红光和绿光的情况下，根据示例性实施例的LCD 1的色域比
Figure G2008101830150D00112
 RGB颜色空间宽，而LCD 1的色域的蓝光基本上与
Figure G2008101830150D00113
 RGB颜色空间的色域匹配。在图7中，CIE’颜色空间是由CIE定义的颜色空间并表示所有的自然色，
Figure G2008101830150D00114
 RGB’颜色空间是由ADOBESYSTEMS 
Figure G2008101830150D00115
提出的颜色空间标准。另外，与在表1中示出的比较试验示例中相似，RGB_c’颜色空间表示根据本实施例的滤色器300被应用于光源单元150之后获得的色域。同样，RGB_1’颜色空间表示根据本实施例的滤色器300被应用于在表1示出的试验示例1中的光源单元150之后获得的色域，并具有111.2％的颜色再现性。另外，RGB_2’颜色空间表示根据本实施例的滤色器300被应用于在表1示出的试验示例2中的光源单元之后获得的色域，并具有111.32％的颜色再现性。图7中示出的试验结果是在大约6500开氏温标(K)的色温下获得的。
现在将参照图8A至图9B来详细描述基于色温变化的光源单元150(见图1)的色域。图8A是示出了基于色温变化的根据本发明的示例性实施例的光源单元150的色域的x-y色度图(CIE 1931)。图8B是图8A中示出的区域“A”的放大图。图9A是示出了基于色温变化的根据本发明的示例性实施例的光源单元150的色域的x-y色度图(CIE 1976)。图9B是图9A中示出的区域“B”的放大图。
光源单元150的特性和/或性能随着时间而劣化，并且当亮度降低和/或温度升高时还会影响光源单元150的性能。另外，由于光的色温发生变化，会影响光源单元150的色域。
图8A和图9A分别示出了基于CIE 1931基准坐标系统和CIE 1976基准坐标系统的根据色温变化的光源单元150的色域。因此，图8A和图9A中直观地表示出根据色温变化的光源单元150的色域。相对于CIE 1931基准坐标系统中的蓝色区域，在CIE 1976基准坐标系统中加强了蓝色区域。因此，图9A中示出的蓝光的变化比图8A中示出的蓝光的变化更明显。
表2示出了根据色温变化的CIE 1976基准坐标系统和CIE 1931基准坐标系统中的光源单元150的颜色坐标。
表2
如表2所示，光源单元150的色域根据其色温而变化，这样又通过光源单元150的各自的色域来改变 RGB颜色空间的范围。基于表2中示出的值可以看出，当色温在大约5,000K和大约7,000K之间时获得光源单元150的最佳色域。
现在将参照图8A至图12B来详细描述红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B的颜色坐标根据色温变化的变化。
图10A是示出了根据本发明示例性实施例的红光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图，图10B是示出了根据本发明示例性实施例的红光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图。图11A是示出了根据本发明示例性实施例的绿光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图，图11B是示出了根据本发明示例性实施例的绿光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图。图12A是示出了根据本发明示例性实施例的蓝光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与x轴坐标的曲线图，图12B是示出了根据本发明示例性实施例的蓝光源芯片的颜色坐标根据色温变化的改变的色温与y轴坐标的曲线图。
具体地讲，图10A、图11A和图12A示出了红光、绿光和蓝光的颜色坐标的x坐标分别基于色温变化的改变，而图10B、图11B和图12B示出了红光、绿光和蓝光的颜色坐标的y坐标分别基于色温变化的改变。
参照图8A至图10B，当色温升高时，红光的x坐标和y坐标均减小。因此，当色温升高时，表示红光R的每个三角形的顶点向该三角形的左下方移动，如图8A和图9A所示。换个方式，上述顶点基本沿方向D逆时针旋转，如图8A和图9A所示。
参照图8A至图9B以及图11A和图11B，当色温升高时，绿光的x坐标和y坐标均减小。即，当色温升高时，表示绿光的每个三角形的顶点向该三角形的右下方移动，例如，每个三角形的顶点沿方向D旋转。
同样，如图8A至图9B以及图12A和图12B所示，当色温升高时，蓝光的x坐标增大，而蓝光的y坐标减小。因此，当色温升高时，表示蓝光的每个三角形的顶点沿方向D移动，例如，向着该三角形的右下方移动。
可以通过控制色温来调节对应于每个三角形的每个顶点的坐标，例如，调节对应于红光、绿光和蓝光中的每种光的坐标。因此，可以通过控制白光的x坐标和y坐标来调节
Figure G2008101830150D00131
 RGB颜色空间被光源单元150的色域覆盖的范围。
现在将参照图13来更详细地描述根据本发明的示例性实施例的光源组件100。图13是根据本发明的示例性实施例的光源组件的框图。
根据示例性实施例的光源组件100包括光源单元150、检测器400、模数(A/D)转换器500、运算器600、比较器700和控制单元800。光源单元150包括红光源芯片LM_R(见图2)、绿光源芯片LM_G(见图2)和蓝光源芯片LM_B(见图2)。
检测器400感测从光源单元150发射的光。检测器400可包括红光传感器、绿光传感器和蓝光传感器，以分别感测红光、绿光和蓝光的波长。检测器400检测红光、绿光和蓝光的各自的波长，并输入作为模拟信号的红光信号、绿光信号和蓝光信号。红光信号、绿光信号和蓝光信号被输入到A/D转换器500。
A/D转换器500将作为模拟信号的红光信号、绿光信号和蓝光信号分别转换成数字红光信号、数字绿光信号和数字蓝光信号。然后，数字红光信号、数字绿光信号和数字蓝光信号被输入到运算器600。
运算器600利用数字红光信号、数字绿光信号和数字蓝光信号，计算从红光源芯片LM_R发射的光的颜色坐标(在下文中，称作“红光源颜色坐标”)、从绿光源芯片LM_G发射的光的颜色坐标(在下文中，称作“绿光源颜色坐标”)和从蓝光源芯片LM_B发射的光的颜色坐标(在下文中，称作“蓝光源颜色坐标”)。在示例性实施例中，例如，运算器600利用每个光源芯片的查找表输出与每个光信号对应的光源芯片的颜色坐标。然后，计算的红光源颜色坐标、绿光源颜色坐标和蓝光源颜色坐标被输入到比较器700。
比较器700将从运算器600接收的红光源颜色坐标、绿光源颜色坐标和蓝光源颜色坐标分别与红色的基准坐标(在下文中，称作“红色基准坐标”)、绿色的基准坐标(在下文中，称作“绿色基准坐标”)和蓝色的基准坐标(在下文中，称作“蓝色基准坐标”)进行比较，并将比较结果输出到控制单元800。比较器700确定红光源颜色坐标、绿光源颜色坐标和蓝光源颜色坐标是否位于预定基准颜色空间的预定基准区域内，如果不是，则利用控制单元800控制每个光源芯片(见图2)的性能。在具有X-Y(X，Y)颜色坐标系统的示例性实施例中，红色基准坐标被设定为(0.64，0.34)，绿色基准坐标被设定为(0.21，0.71)，蓝色基准坐标被设定为(0.15，0.06)，但是可选择的示例性实施例不限于此。例如，在U-V(U，V)颜色坐标系统中，红色基准坐标可被设定为(0.441，0.528)，绿色基准坐标可被设定为(0.076，0.576)，蓝色基准坐标可被设定为(0.175，0.158)。
控制单元800基于从比较器700接收的比较结果，控制供应到红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B中的每个光源芯片的电流。结果，红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B可以通过调节红色脉宽调制(PWM)信号PWM_R、绿色PWM信号PWM_G和蓝色PWM信号PWM_B的占空比来分别改变红色、绿色和蓝色的颜色坐标。
具体地讲，当施加到红光源芯片LM_R的电流增大时，红光源芯片LM_R沿峰波长增大的方向移动，例如，最好如图4所示向右移动。即，红光源颜色坐标中的x坐标增大，而y坐标减小。
当施加到绿光源芯片LM_G和红光源芯片LM_R的电流增大时，绿光源芯片LM_G和红光源芯片LM_R沿首先使初始峰波长减小随后增大的方向移动。更具体地讲，绿光源芯片LM_G沿x坐标增大而y坐标减小的方向移动。另外，蓝光源芯片LM_B沿x坐标减小而y坐标增大的方向移动。利用每个光源芯片的这些性能，控制单元800作为控制回路进行工作，从而最佳地控制每个光源芯片。
现在将参照图14和图15更详细地描述根据本发明的示例性实施例的光源单元150(见图1)的颜色坐标的校正方法。图14和图15是用于解释根据本发明的示例性实施例的光源单元150的校正方法的x-y色度图。
参照图14和图15，在颜色坐标系统中设定红色基准坐标SD_R、绿色基准坐标SD_G和蓝色基准坐标SD_B，从而设定了将红色基准坐标SD_R、绿色基准坐标SD_G和蓝色基准坐标SD_B相互连接的三角形。三角形内部的区域为基准颜色空间。因此，必须调节光源单元150的色域以包括整个基准颜色空间。
当三角形的每条边延伸时，三角形的每个顶点和从三角形的两条边延伸的两条线形成了位于三角形的每个顶点的外角的区域。更具体地讲，位于红色基准坐标SD_R的外角的区域被称作红光源区域LA_R，位于绿色基准坐标SD_G的外角的区域被称作绿光源区域LA_G，位于蓝色基准坐标SD_B的外角的区域被称作蓝光源区域LA_B，如图14所示。
如上更详细地描述所描述的，从包括在根据本发明的示例性实施例的光源单元150(见图1)中的每个光源单元中的红光源芯片LM_R、绿光源芯片LM_G和蓝光源芯片LM_B(见图2)发射的光的坐标被分别称作红光源颜色坐标LC_R、绿光源颜色坐标LC_G和蓝光源颜色坐标LC_B。
为了使根据本发明的示例性实施例的光源单元150的色域包括整个基准颜色空间，红光源颜色坐标LC_R、绿光源颜色坐标LC_G和蓝光源颜色坐标LC_B必须分别位于红光源区域LA_R、绿光源区域LA_G和蓝光源区域LA_B中。换个方式，具有红光源颜色坐标LC_R、绿光源颜色坐标LC_G和蓝光源颜色坐标LC_B作为其三个顶点的三角形内部的空间是光源单元150的色域。因此，必须将红光源颜色坐标LC_R、绿光源颜色坐标LC_G和蓝光源颜色坐标LC_B分别控制在红光源区域LA_R、绿光源区域LA_G和蓝光源区域LA_B内，从而光源单元150的色域总是包括基准颜色空间。
现在将更详细地描述用于确定每个颜色坐标是否位于对应的光源区域内的具体算法。
在颜色坐标系统中，设定红色基准坐标SD_R、绿色基准坐标SD_G和蓝色基准坐标SD_B，然后设定红光源颜色坐标LC_R、绿光源颜色坐标LC_G和蓝光源颜色坐标LC_B。
参照图15，连接红色基准坐标SD_R和绿色基准坐标SD_G的直线的方程被称作第一线p的方程，连接红色基准坐标SD_R和绿光源颜色坐标LC_G的直线的方程被称作第二线q的方程。另外，连接红光源颜色坐标LC_R和绿色基准坐标SD_G的直线的方程被称作第三线r的方程。
另外，连接绿色基准坐标SD_G和蓝色基准坐标SD_B的直线的方程被称作第四线p’的方程，连接绿色基准坐标SD_G和蓝光源颜色坐标LC_B的直线的方程被称作第五线q’的方程。连接绿光源颜色坐标LC_G和蓝色基准坐标SD_B的直线的方程被称作第六线r’的方程。
此外，连接蓝色基准坐标SD_B和红色基准坐标SD_R的直线的方程被称作第七线p”的方程，连接红色基准坐标SD_R和蓝光源颜色坐标LC_B的直线方向被称作第八线q”的方程，连接蓝色基准坐标SD_B和红光源颜色坐标LC_R的直线的方程被称作第九线r”的方程。
为了使颜色坐标位于对应的光源区域中，第一线p的方程中的y截距的值a必须位于第二线q的方程中的y截距的值b和第三线r的方程中的y截距的值c之间。另外，第四线p’的方程中的y截距的值a’必须位于第五线q’的方程中的y截距的值b’和第六线r’的方程中的y截距的值c’之间，第七线p”的方程中的y截距的值a”必须位于第八线q”的方程中的y截距的值b”和第九线r”的方程中的y截距的值c”之间。
当按照通过比较上述线的方程中的各自的y截距的值满足上述条件的方式来进行反馈控制操作(例如，控制单元800(见图13)的操作)时，光源单元150的色域被有效地至少保持在基准颜色空间内。
然而，光源芯片会随着时间而劣化，或者例如光源芯片的性能由于热的变化会超过预定的水平。在这种情况下，单独利用光源单元50的自校正能力不可能达到最佳水平。更具体地讲，当不能通过控制传输到指定光源芯片的相关PWM信号来达到预定水平时，终止利用无限循环的控制操作。然后，设定y截距值的允许范围，并且当校正值进入允许范围时，终止控制操作。
每个光源芯片的性能(例如，物理性能)基于指定光源芯片的特定颜色而具有不同的性能。因此，可对每个对应的光源芯片设定不同的y截距值的范围。具体地讲，可分别基于初始设定的红色基准坐标SD_R和绿色基准坐标SD_G来控制红光源芯片LM_R和绿光源芯片LM_G。然而，可对蓝光源芯片LM_B设定y截距值的允许范围。因此，当不能基于初始设定的蓝色基准坐标SD_B来控制蓝光源芯片LM_B时，校正值进入允许范围时可终止对蓝光源芯片LM_B的控制。
例如，在示例性实施例中，将蓝光源芯片LM_B控制在偏离第四线p’的方程中y截距的值a’或第七线p”的方程中y截距的值a”的大约百分之十五的范围内。具体地讲，例如，如果第四线p’的方程中y截距的值a’或第七线p”的方程中y截距的值a”是m，则y截距值的允许范围p可被设定为m-m×0.15≤p≤m+m×0.15。结果，当第九线r”的方程的y截距和第五线q’的方程的y截距在允许范围p内时，可终止循环。在示例性实施例中，允许范围的值根据每个独立的光源芯片的条件而变化。
根据本发明的示例性实施例，如这里所述，光源组件、具有该光源组件的LCD以及驱动该光源组件的方法至少提供了将再现的颜色空间基本扩大为表示更准确地表示自然色的颜色的优点。
本发明不应该被理解为限于在此提出的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例是为了本公开将是彻底的和完整的，并将本发明的构思充分地传达给本领域的技术人员。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是示例性实施例应该被理解为仅限于描述的目的，而不是限制的目的。另外，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明在形式和细节上做出各种改变。

Claims (17)

1.一种光源组件，所述光源组件包括：
光源，其发光；
检测器，其检测所述光并基于所述光的性能产生光信号；
运算器，可操作地连接到所述检测器，接收所述光信号并基于所述光信号计算光源的颜色坐标；
比较器，可操作地连接到所述运算器，将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较；
控制单元，可操作地连接到所述比较器，并基于所述比较器的比较结果来控制传输到光源的脉宽调制信号，
其中，所述比较器用于：
计算第一直线的方程，所述第一直线穿过第一颜色的基准坐标和第二颜色的基准坐标，
计算第二直线的方程，所述第二直线穿过第一颜色的基准坐标和第二颜色光源的颜色坐标，
计算第三直线的方程，所述第三直线穿过第一颜色光源的颜色坐标和第二颜色的基准坐标，
确定第一直线的方程的y截距是否位于第二直线的方程的y截距和第三直线的方程的y截距之间。
2.根据权利要求1所述的光源组件，其中
预定的基准颜色坐标包括第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标，
光源的颜色坐标包括第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标中的至少一个，
比较器确定第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标中的至少一个是否分别位于x-y色度曲线的第一光源区域、x-y色度曲线的第二光源区域和x-y色度曲线的第三光源区域内，第一光源区域、第二光源区域和第三光源区域中的每个光源区域形成在由x-y色度曲线形成的三角形的对应顶点与形成对应顶点的三角形的边延伸形成的线之间，其中，所述三角形的对应顶点对应于第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标。
3.根据权利要求2所述的光源组件，其中，控制单元控制脉宽调制信号，使得第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标分别位于第一光源区域、第二光源区域和第三光源区域中。
4.根据权利要求1所述的光源组件，其中，控制单元控制脉宽调制信号，使得第一直线的方程的y截距位于第二直线的方程的y截距和第三直线的方程的y截距之间。
5.根据权利要求1所述的光源组件，其中，控制单元控制脉宽调制信号，使得第二直线的方程的y截距的值和第三直线的方程的y截距的值中的一个在y截距值的允许范围内。
6.根据权利要求5所述的光源组件，其中，y截距值的允许范围在第一直线的方程的y截距的值的百分之八十五到第一直线的方程的y截距的值百分之一百一十五。
7.根据权利要求2所述的光源组件，其中，第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标分别为红色的基准坐标、绿色的基准坐标和蓝色的基准坐标，第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标分别为红光源的颜色坐标、绿光源的颜色坐标和蓝光源的颜色坐标。
8.根据权利要求1所述的光源组件，其中，控制单元基于比较器的比较结果来调节脉宽调制信号的占空比，以最优化光源的颜色坐标。
9.根据权利要求1所述的光源组件，其中，光源包括发光二极管。
10.根据权利要求1所述的光源组件，其中，光源包括发射红光、绿光和蓝光的激光光源。
11.一种驱动光源组件的方法，所述方法包括的步骤有：
利用检测器检测从光源发射的光，并利用检测器基于所述光的性能产生光信号；
利用运算器接收光信号，并利用运算器计算光源的颜色坐标；
利用比较器将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较；
利用控制器基于比较结果来控制传输到光源的脉宽调制信号，
其中，将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较的步骤包括：
计算第一直线的方程，所述第一直线穿过第一颜色的基准坐标和第二颜色的基准坐标，
计算第二直线的方程，所述第二直线穿过第一颜色的基准坐标和第二颜色光源的颜色坐标，
计算第三直线的方程，所述第三直线穿过第一颜色光源的颜色坐标和第二颜色的基准坐标，
确定第一直线的方程的y截距是否位于第二直线的方程的y截距和第三直线的方程的y截距之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
预定的基准颜色坐标包括第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标，
光源的颜色坐标包括第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标，
将光源的颜色坐标与预定的基准颜色坐标进行比较的步骤包括：确定第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标是否分别位于x-y色度曲线的第一光源区域、x-y色度曲线的第二光源区域和x-y色度曲线的第三光源区域中，第一光源区域、第二光源区域和第三光源区域中的每个光源区域形成在由x-y色度曲线形成的三角形的对应顶点与形成对应顶点的三角形的边延伸形成的线之间，其中，所述三角形的对应顶点对应于第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，控制脉宽调制信号的步骤包括控制脉宽调制信号，使得第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标分别位于第一光源区域、第二光源区域和第三光源区域中。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，控制脉宽调制信号的步骤包括：控制脉宽调制信号，使得第一直线的方程的y截距位于第二直线的方程的y截距和第三直线的方程的y截距之间。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，控制脉宽调制信号的步骤包括：控制脉宽调制信号，使得第二直线的方程的y截距的值和第三直线的方程的y截距的值中的一个在y截距值的允许范围内。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，y截距值的允许范围在第一直线的方程的y截距的值的百分之八十五到第一直线的方程的y截距的值百分之一百一十五。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，第一颜色的基准坐标、第二颜色的基准坐标和第三颜色的基准坐标分别为红色的基准坐标、绿色的基准坐标和蓝色的基准坐标，第一颜色光源的颜色坐标、第二颜色光源的颜色坐标和第三颜色光源的颜色坐标分别为红光源的颜色坐标、绿光源的颜色坐标和蓝光源的颜色坐标。
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