CN101578002A - 一种发光二极管led背光源亮度补偿方法 - Google Patents

一种发光二极管led背光源亮度补偿方法 Download PDF

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本发明属于发光二极管技术领域，具体涉及一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法，步骤如下：1)将发光二极管LED灯阵列分为中央LED灯阵列与边缘LED灯阵列；2)将限流电阻选用不同的阻值，分别调节LED灯阵列的亮度，得到中央LED灯阵列与边缘LED灯阵列亮度值。3)调整中央LED灯阵列的限流电阻的值比边缘LED灯阵列的限流电阻的值大一点，调节的结果是边缘的亮度稍微高于中央的亮度；4)背光源通过导光板、雾化膜、增亮膜等光学器件提供给液晶光源；5)在电路补偿的基础上，调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片，调节边缘LED灯阵列的亮度，使背光源的亮度与中央LED灯阵列的亮度相一致。

Description

一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法
技术领域
本发明属于发光二极管技术领域，具体涉及一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法。
背景技术
LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD显示技术作为一种非自发光的显示技术，需要借助背光源来实现显示功能。随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。受液晶显示器的市场拉动，背光源产业也呈现出一派繁荣景象。LED背光源作为一种具有发展潜力的背光源，具有重大的研究价值和意义。
发光二极管LED背光系统亮度均匀性是一个非常重要的技术指标。这个指标的数值会严重地影响到液晶图像的显示质量。
发光二极管LED是电流型器件，需要专用的驱动IC(集成电路)，它的亮度与流过的电流成正比。2000年以来，消费性电子产品常用LED驱动IC有DC/DC开关稳压器(Boost)、电荷泵(Charge Pump)、恒流源(Constant)和低压差稳压器(LDO)，这些驱动IC按照控制发光二极管LED电流的方法可以分为两种：
背光板、直接由芯片提供一个恒压源，然后通过发光二极管LED的VI特性和限流电阻来决定输出电流，但是由计算公式可以看出，电流对LED正向压降VF很敏感，考虑到发光二极管LED本身离散性，不同个体之间VF会有几十到几百个mV的差异，所以这种方法无法准确控制LED亮度。
发光二极管LED灯阵列、芯片提供一个恒流源。与上面的恒压方法不同，这种方法通过控制取样电阻上的电压直接控制输出电流，理论上驱动的发光二极管LED电流与发光二极管LED的VF没有关系，很好的避免了发光二极管LED离散性的影响，可以精确地控制LED亮度。
发明内容
针对现有技术的发光二极管LED背光源的控制方法无法准确控制发光二极管LED亮度的技术问题，本发明提出一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法，具体步骤如下：
1)将发光二极管LED灯阵列分为中央LED灯阵列与边缘LED灯阵列；
2)将限流电阻选用不同的阻值，分别调节中央LED灯阵列和边缘LED灯阵列的亮度，得到中央LED灯阵列的一个亮度值，边缘LED灯阵列的另一个亮度值；
3)调整中央LED灯阵列的限流电阻的值比边缘LED灯阵列的限流电阻的值大一点，而边缘LED灯阵列的限流电阻的值相对中央LED灯阵列的限流电阻的值小一点，调节的结果是边缘的亮度稍微高于中央的亮度；
4)背光源通过导光板、雾化膜、增亮膜等光学器件提供给液晶光源；
5)在电路补偿的基础上，调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片，调节边缘LED灯阵列的亮度，使背光源的亮度趋于中央LED灯阵列的亮度相一致。
本发明中所涉及的LED驱动芯片是恒流型的。
限流电阻的选择要根据测试结果的数据加以确定。
调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片脉冲宽度调制PWM信号的占空比，补偿背光源的亮度均匀性；
本发明把靠近发光二极管LED灯阵列中心位置的发光二极管LED灯阵列为中央LED阵列，靠近发光二极管LED灯阵列边缘位置的发光二极管LED灯阵列为边缘LED阵列。以中央LED灯阵列的亮度为基准，调节边缘LED灯阵列的亮度使整个发光二极管LED背光源的亮度趋于中央LED灯阵列的亮度。
这种方法包括电路补偿和软件控制补偿。电路补偿对整个背光源进行粗调，使整个背光源的亮度均匀性基本得到一致。软件控制补偿进行微调，在粗调的基础上使整个背光源的亮度均匀性得到更好的改善。
附图说明
图1为本发明的发光二极管LED背光源单元。
图2为本发明的发光二极管LED背光源电路补偿框图。
具体实施方式
本发明涉及的一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法，是根据发光二极管LED器件本身特性提出的一种补偿方法。
图1中背光源的背光板1，发光二极管LED灯阵列2，发光二极管LED灯阵列2的边缘离背光板1的边缘会有一定的间距导致边缘的亮度要低于中央部分的亮度。本发明提出一种解决这种亮度不均匀性的补偿方法。该方法把发光二极管LED灯阵列2中的发光二极管LED阵列分为中央LED阵列6和边缘LED阵列7，靠近发光二极管LED灯阵列2中心位置的发光二极管LED灯阵列为中央LED阵列6，有多组二极管LED灯阵列组成中央LED阵列6，见图1中的虚线框中所示，靠近发光二极管LED灯阵列2边缘位置的发光二极管LED灯阵列为边缘LED阵列7，具体划分需要根据阵列的大小，多少及其实际需要进行。
图2中发光二极管LED驱动芯片3采用AS3693，驱动芯片AS3693上连接的每一个发光二极管LED灯阵列支路5或者阵列支路5′上都设置有限流电阻4或者限流电阻4′，限流电阻的另一端接地。限流电阻4或者限流电阻4′选用不同的值可以分别调节中央LED阵列6和边缘LED阵列7的亮度，得到中央LED阵列6的一个亮度值，边缘LED阵列7的一个亮度值。因为LED是电流性器件，亮度与通过LED的电流成正比。根据LED器件的这个特性，调整中央LED阵列6的限流电阻4的值大一点，而边缘LED阵列7的限流电阻4的值相对小一点，调节的结果是边缘的亮度稍微高于中央的亮度，然后背光源通过导光板、雾化膜、增亮膜等光学器件提供给液晶光源。这种方法中限流电阻4或者限流电阻4′的选择要根据测试的结果确定。在电路补偿的基础上，调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片AS3693脉冲宽度调制信号的占空比，以进一步补偿背光源的亮度均匀性。也就是说中央LED阵列6和边缘LED阵列7使用不同占空比的脉冲宽度调制信号。这种补偿方法要以中央LED阵列6的亮度为基准，调节边缘LED阵列7的亮度使整个LED背光源的亮度与中央LED阵列亮度相一致。
硬件补偿原理是根据LED是电流型器件的特性，调整中央LED阵列6和边缘LED阵列7限流电阻的值来达到调整LED亮度的目的。软件补偿的原理是通过调整LED驱动芯片AS3693的占空比来调整LED单位时间内的发光时间。
硬件补偿的实施步骤如下：
1.用专用的光学测试仪(如CS2000)测试液晶屏中央的亮度值和边缘的亮度值。例如测试结果是液晶屏中央的亮度值为200cd/m2，边缘的亮度值为185cd/m2。
2.由于液晶屏中央的亮度要大于边缘的亮度，因此调整限流电阻4的阻值。采用两组不同阻值的电阻，中央LED阵列一组，边缘LED阵列一组。例如可以选择中央LED阵列的阻值为12欧姆，而边缘LED阵列的阻值为10欧姆，通过不同的输出端口对中央LED阵列6和边缘LED阵列7的亮度进行调整。
3.采用如上的补偿后，重新进行测试，液晶屏中央的亮度和边缘的亮度基本上相同。
硬件补偿确定了中央LED阵列6和边缘LED阵列7限流电阻的值，后续的生产中就使用这个电阻值。
软件补偿的实施步骤如下：
1.根据硬件补偿后的测试结果，以液晶屏中央的亮度值为基准。
2.调整边缘LED驱动芯片AS3693脉冲宽度调制信号的占空比，使液晶屏边缘的亮度值进一步接近于中央的亮度值。
3.调整完成后，把中央LED阵列6和边缘LED阵列7的脉冲宽度调制信号的占空比数值写入存储器中，这个数据作为标准亮度值，每次开机调用。
总之，本发明的补偿方法把整个LED灯阵列分为中央LED阵列6和边缘LED阵列7，整个背光源的亮度以中央LED阵列6的亮度为基准。通过调整边缘LED阵列7的亮度，使整个LED背光源的亮度均匀性得到较好的改善。

Claims (5)

1.一种发光二极管LED背光源亮度补偿方法，其特征在于，包括步骤如下：
1)将发光二极管LED灯阵列分为中央LED灯阵列与边缘LED灯阵列；
2)将限流电阻选用不同的阻值，分别调节中央LED灯阵列和边缘LED灯阵列的亮度，得到中央LED灯阵列的一个亮度值，边缘LED灯阵列的另一个亮度值；
3)调整中央LED灯阵列的限流电阻的值比边缘LED灯阵列的限流电阻的值大一点，而边缘LED灯阵列的限流电阻的值相对中央LED灯阵列的限流电阻的值小一点，调节的结果是边缘的亮度稍微高于中央的亮度；
4)背光源通过导光板、雾化膜、增亮膜提供给液晶光源；
5)在电路补偿的基础上，调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片，调节边缘LED灯阵列的亮度，使背光源的亮度与中央LED灯阵列的亮度相一致。
2.根据权利要求1所述的发光二极管LED背光源亮度补偿方法，其特征在于：限流电阻的选择要根据测试结果的数据加以确定。
3.根据权利要求1所述的发光二极管LED背光源亮度补偿方法，其特征在于：调节驱动LED灯阵列的LED驱动芯片脉冲宽度调制PWM信号的占空比，补偿背光源的亮度均匀性。
4.根据权利要求1所述的发光二极管LED背光源亮度补偿方法，其特征在于：以中央LED灯阵列的亮度为基准，调节边缘LED灯阵列的亮度使整个发光二极管LED背光源的亮度趋于中央LED灯阵列的亮度。
5.根据权利要求1所述的发光二极管LED背光源亮度补偿方法，其特征在于：所述的LED驱动芯片是恒流型的。
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