CN101751843A - 补偿平板显示器的显示缺陷 - Google Patents

Abstract

本发明涉及补偿平板显示器的显示缺陷，尤其涉及电学地补偿由工艺错误导致的显示缺陷。一种补偿平板显示器的显示缺陷的方法包括：接收指示出显示面板的显示缺陷位置的位置信息和指示出显示面板的显示缺陷程度的级别信息；基于该级别信息产生用于补偿该显示缺陷的参考灰度级补偿值；在存储器中存储位置信息和参考灰度级补偿值；以及通过执行伽马点估计(GPE)函数计算针对所有灰度级的补偿值，通过计算出的补偿值调制待显示于显示缺陷位置的数字视频数据并且在该显示面板上显示经调制的数字视频数据，其中，伽马点估计函数用于基于接收的增益因子控制信息将该参考灰度级补偿值扩展到所有灰度级。

Description

补偿平板显示器的显示缺陷

技术领域

本发明涉及平板显示器，且更具体地涉及电学地补偿由工艺错误导致的显示缺陷。

背景技术

本申请要求享有于2008年12月10日提交的韩国专利申请No.10-2008-0125210的优先权，在此以引证的方式并入，如同在此阐述其全部内容。

平板显示器包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管显示器(OLED)等。它们中的大多数已经商业化并且进入市场。

近来，为了补偿在测试平板显示器的过程中发现的显示缺陷，正在提出一种调制要在显示缺陷区域中显示的数字视频数据并且基于经调制的数字视频数据来驱动平板显示器的方法。

显示缺陷可以包括显示斑、由背光导致的亮线、由缺陷像素导致的点缺陷，等等。

根据显示斑发生的原因，显示斑可以具有诸如点、线、带、圆和多边形的规则形状，或者具有不规则形状。产生显示斑的区域具有与正常显示表面不同的颜色和亮度。显示斑是由于下述各项与正常显示表面的不同而引起的：衬垫料高度、信号线之间的寄生电容、信号线和像素电极之间寄生电容、以及由于重叠曝光和透镜象差导致的曝光量之间的不同而引起的薄膜晶体管(此后称为“TFT”)的栅极和漏极之间的重叠区域，等等。

由背光引起的亮线是一种可以在各种平板显示器中，尤其是液晶显示器中，发生的显示缺陷。在液晶显示器中，背光置于显示面板的背面，并且控制从显示面板的背面到其正面的光透射比。因此，如果在液晶显示器中从背光发射的光不是均匀地入射到显示面板的整个入射表面，则在显示画面上出现亮线。

缺陷像素所引起的点缺陷是由于信号线的开路、TFT有缺陷、电极图案有缺陷等引起。缺陷像素所引起的点缺陷导致显示画面中的暗点或斑。因为和暗点相比，斑更容易被肉眼看见，所以在常规修复处理中作为斑出现的缺陷像素被处理成暗点。暗点缺陷像素在黑灰度级显示画面上几乎不会被识别，但是在具有中间灰度级和白灰度级的显示图像中被明显地识别为暗点。

为了补偿显示缺陷，如图1所示，在补偿平板显示器的显示缺陷的常规方法中，在步骤S10，标出显示面板内的显示缺陷区域，在步骤S20，在显示缺陷区域中显示针对各个灰度级的不同测试数据，在步骤S30，通过使用相机的电学测试、使用肉眼查看或者通过以上两种方式，针对测试数据的显示状态提取针对各灰度级的补偿数据。在针对各灰度级的补偿数据与指示显示缺陷内每个像素位置的位置数据一起存储于存储器中以后，在步骤S50，通过使用补偿数据的补偿处理，消除显示缺陷。

然而，补偿平板显示器的显示缺陷的常规方法具有以下问题。

首先，在补偿平板显示器的显示缺陷的常规方法中，检测针对所有灰度级的补偿数据。因此，为了向实际显示面板施加补偿数据，检测补偿数据花费的处理时间长，且需要具有大容量的存储器。因此，该方法在时间和成本方面是不利的。

第二，在补偿平板显示器的显示缺陷的常规方法中，检测针对所有灰度级的补偿数据。因此，如果在不同条件下针对相应灰度级获得的补偿数据被反映在灰度级连续的画面上，则存在可能进行失真地补偿的高的概率。显示缺陷对于每个灰度级具有不同的分布度。此处，如果在使用照相机针对各灰度级的检测中的预知(prevision)和准确度低，则上述问题在相邻灰度级的界面变得更加糟糕。

第三，当补偿数据被实际施加于显示面板时，其对噪声是无能为力的。常规补偿方法需要用于消除这种噪声的附加处理器。

发明内容

本发明的一个方面涉及补偿平板显示器的显示缺陷，其减小了检测补偿数据所花费的时间，减小了用于存储补偿数据的存储器的容量且提高了补偿精确度。

在一方面，一种补偿平板显示器的显示缺陷的方法包括：接收指示出显示面板的显示缺陷位置的位置信息和指示出显示面板的显示缺陷程度的级别信息；基于该级别信息产生用于补偿显示缺陷的参考灰度级补偿值；在存储器中存储该位置信息和该参考灰度级补偿值；以及通过执行伽马点估计(GPE)函数计算针对所有灰度级的补偿值，该GPE函数用于基于接收的增益因子控制信息将该参考灰度级补偿值扩展到所有灰度级；通过计算出的补偿值调制待显示于显示缺陷位置的数字视频数据；并且在显示面板上显示经调制的数字视频数据。

该GPE函数用于通过响应于整个灰度级区域非线性地改变参考灰度级补偿值计算针对所有灰度级的补偿值。

GPE函数由下式表达：

M2data＝(M1data×Input Data×α)×β

Output Data＝Input Data±M2data

其中“M1data”表示参考灰度级补偿值，“Input Data”表示待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，“α”表示对于每个模型和面板固定的参数，“β”表示用于对相应灰度级的显示缺陷程度之间的显著差异进行补偿的参数，“M2data”表示针对所有灰度级的补偿值，并且“Output Data”表示经补偿值调制后的数字视频数据。

增益因子控制信息用于精细地控制参数“α”和“β”。

一种用于补偿平板显示器的显示缺陷的设备包括：显示面板；程序执行器，其被配置为接收指示出显示面板的显示缺陷位置的位置信息和指示出显示面板的显示缺陷程度的级别信息，并且基于该级别信息产生用于补偿显示缺陷的参考灰度级补偿值：存储器，其被配置为存储该位置信息和该参考灰度级补偿值；补偿单元，其被配置成通过执行伽马点估计(GPE)函数计算针对所有灰度级的补偿值，并通过计算出的补偿值调制待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，该GPE函数用于基于接收的增益因子控制信息将参考灰度级补偿值扩展到所有灰度级；以及驱动器，其被配置为在显示面板上显示经调制的数字视频数据。

附图说明

附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1是例示了补偿平板显示器的显示缺陷的常规方法的流程图；

图2是例示了根据本发明的实施方式的补偿平板显示器的显示缺陷的方法的流程图；

图3A和3B是示出了使用伽马点估计(GPE)函数将单灰度级中检测的补偿数据扩展到整个灰度级区域的示例的图；

图4是示出了在图2的方法中使用的用于分析显示缺陷并确定补偿值的系统的图；

图5是根据本发明的实施方式的平板显示器的框图；以及

图6是图5的补偿电路的详细框图。

具体实施方式

以下，将参考图2至图6详细描述本发明的实施。

图2是例示了根据本发明的实施方式的补偿平板显示器的显示缺陷的方法的流程图，图3A和3B是示出了使用伽马点估计(GPE)函数将单灰度级中所检测的补偿数据扩展到整个灰度级区域的示例的图，而图4是示出了在图2的方法中使用的用于分析显示缺陷并确定补偿值的系统的图。

参考图2至图4，在根据本发明的实施方式的补偿平板显示器的显示缺陷的方法中，在步骤S110和S120分别制造前基板和后基板之后，在步骤S130，使用密封剂或熔融玻璃将前基板和后基板接合在一起。取决于显示面板40，前基板和后基板可以具有各式各样的形状。例如，在液晶显示面板的情况中，在前基板上可以形成有滤色器、黑底、公共电极、上取向层等，而在后基板上可以形成有数据线、选通线、TFT、像素电极、下取向层、柱状衬垫料等。在等离子显示面板的情况中，在后基板上可以形成有寻址电极、下电介质材料、阻挡肋、磷光体等，且在前基板中可以形成有上电介质材料、MgO保护层以及支撑电极对。

接下来，具有指定参考灰度级的测试数据被应用于显示面板40且在显示面板40上进行显示。在步骤S140，通过电学测试或使用肉眼的检查或者以上两种方式，对于测试数据的显示状态，测试整个显示表面的亮度和色度。然后在步骤S150确定平板显示器中是否存在显示缺陷。作为确定结果，如果确定存在显示缺陷，则在步骤S170标出显示缺陷区域，且在步骤S180，通过使用图4所示的检测单元42仅对该参考灰度级执行电学测试，来提取参考灰度级补偿数据。在步骤S190，在存储器中存储所提取的参考灰度级补偿数据。作为步骤S150的确定结果，如果确定在整个显示表面都不存在显示缺陷，则在步骤S160确定该平板显示器是完好的且被装运。

接下来，在补偿平板显示器的显示缺陷的方法中，在步骤S200，通过执行诸如下面的等式1和2的GPE函数，基于参考灰度级补偿数据，计算用于所有灰度级的补偿数据，然后使用计算出的补偿数据对待显示于显示缺陷中的数字视频数据进行补偿。

[等式1]

M2data＝(M1data×Input Data×α)×β

[等式2]

Output Data＝Input Data±M2data

在等式1和2中，“M1data”表示具有参考灰度级的补偿数据，“InputData”表示输入测试数据，“α”表示对于每个模型和面板固定的参数，“β”表示用于对相应灰度级的显示缺陷程度之间的显著差异进行补偿的参数，“M2data”表示针对包括参考灰度级的所有灰度级的补偿数据，且“OutputData”表示已经应用了补偿数据的针对所有灰度级的输出测试数据。

GPE函数根据“α”和“β”非线性地补偿数据，“α”和“β”是依赖于用户的信息输入(根据面板和显著差异程度的增益因子(GF)选择信息)所选择的。如果使用GPE函数，通过适当地设置增益因子“α”和“β”，当显示缺陷是斑时，使用从具有参考灰度级的补偿数据已经扩展出的针对所有灰度级的补偿数据，输入测试数据可以被向下补偿，如图3A所示；并且当显示缺陷是暗点时，使用从具有参考灰度级的补偿数据已经扩展出的针对所有灰度级的补偿数据，输入测试数据可以被向上补偿，如图3B所示。因此，补偿平板显示器的显示缺陷的方法，可以极大地减小检测补偿数据所花费的处理时间(tact time)和存储补偿数据所需的存储器容量，因为仅检测针对指定参考灰度级的补偿数据且基于针对指定参考灰度级的补偿数据补偿针对所有灰度级的显示缺陷。例如，通常检测针对所有256个灰度级的补偿数据所花费的处理时间是5120秒，而根据本发明检测补偿数据所花费的处理时间可以为20秒(即，5120/256)。而且，通常存储针对所有256个灰度级的补偿数据所需的存储器容量为20Mb，而根据本发明的存储补偿数据所需的存储器容量可以为80Kb(即，20000/256)。再者，和常规使用针对各自灰度级阶段的不同补偿查找表来严格地补偿显示缺陷的方法相比，补偿平板显示器的显示缺陷的方法因为通过在整个灰度级区域中非线性地改变一个参考补偿数据来补偿显示缺陷，所以可以极大地减小进行失真地补偿的概率。另外，补偿平板显示器的显示缺陷的方法因为通过精细地控制GPE函数的增益因子可以去除由于在使用补偿数据的补偿处理中产生的噪声所导致的误差，所以可以省略用于消除噪声的附加处理器。

接下来，在补偿平板显示器的显示缺陷的方法中，在步骤S210和S220，通过向或从待显示于显示缺陷的每个像素中的测试数据增加或减去通过执行GPE函数所产生的补偿数据，确定是否在所有灰度级中出现显示缺陷。作为确定结果，如果确定在所有灰度级中出现显示缺陷，则在步骤S230，删除在存储器中存储的参考灰度级的补偿数据，且再次执行处理(S170至S220)。然而，作为步骤S220的确定结果，如果确定显示缺陷未出现在所有灰度级中，则此时的补偿数据被确定为优化补偿值。

处理(S150至S220)可以使用如图4所示的程序执行器46执行的补偿程序实现。如上所述，补偿程序基于参考坐标值和显示缺陷程度自动地确定显示缺陷的数据位置和显示缺陷的参考灰度级补偿值。

如图4所示，用于分析显示缺陷和确定补偿值的系统包括：检测单元42，其用于检测显示面板40的亮度和色度；计算机44；其用于为显示面板40提供测试数据且基于来自检测单元42的输出信号分析显示面板40的亮度和色度；程序执行器46，其用于基于接收的显示缺陷信息执行补偿程序；以及存储器48，其用于存储通过执行补偿程序确定的显示缺陷的位置数据和参考灰度级补偿值。

检测单元42可以包括照相机或光学传感器或者二者。检测单元42被配置为检测在显示面板40上显示的测试图像的亮度和色度，产生对应于检测到的亮度和色度的电压或电流，将该电压或电流转换成数字检测数据，且为计算机44提供这些转换的数据。

计算机44被配置为在灰度级基础上向显示面板40的驱动电路提供测试数据，并且根据从检测单元42接收的数字检测数据确定在参考灰度级值中针对显示面板40的显示表面的测试图像的亮度和色度。当检测到显示缺陷或者用户输入了与显示缺陷有关的信息时，计算机44基于测试图像的确定结果操作程序执行器46。计算机44监控显示缺陷的亮度和色度中的变化且确定显示缺陷的亮度和正常显示表面的亮度之间的差异是否在预设阈值或者以下。作为确定结果，如果显示缺陷的亮度和正常显示表面的亮度之间的差异被确定为预设阈值或更小，则计算机44在存储器46中存储此时的补偿值及位置数据，作为优化补偿值。这里，可以通过实验确定阈值，使得当在单个参考灰度级查看该显示缺陷区域和正常显示区域之间的亮度差异时，该差异不会被肉眼看到。

程序执行器46基于接收的关于显示缺陷的信息执行补偿程序，使得自动地确定显示缺陷的位置数据和参考灰度级补偿值。

存储器48被配置为在计算机44的控制下存储显示缺陷的位置数据和参考灰度级补偿值且该存储器48被添加到显示面板40的驱动电路。

图5是根据本发明的实施方式的平板显示器的框图。使用液晶显示器作为示例描述平板显示器。

参考图5，根据本发明的实施方式的平板显示器包括：显示面板103，在该显示面板103中数据线106和选通线108彼此相交且在数据线106和选通线108的交叉处形成有用于驱动各液晶单元Clc的薄膜晶体管TFT；补偿电路105，其使用预先存储的参考灰度级补偿值和GPE算法调制待显示于显示缺陷中的数字视频数据Ri/Gi/Bi；数据驱动电路101，其用于向数据线106提供调制后的数据Rc/Gc/Bc；选通驱动电路102，其用于向选通线108提供扫描信号；以及定时控制器104，其用于控制驱动电路101和102。

液晶显示面板103包括夹在两片基板(TFT基板和滤色器基板)之间的液晶分子。在TFT基板上形成的数据线106和选通线108彼此正交。响应于来自选通线108的扫描信号，在数据线106和选通线108的交叉处形成的每个TFT为液晶单元Clc的像素电极提供经由数据线106接收到的数据电压。黑底，滤色器等(未示出)形成在滤色器基板上。在面内切换(IPS)模式或者边缘场切换(FFS)模式的情况中，施加有公共电压Vcom的公共电极可以形成在TFT基板上，而在扭曲向列(TN)模式、光学补偿弯曲(OCB)模式和垂直配向(VA)模式中，施加有公共电压Vcom的公共电极可以形成在滤色器基板上。具有彼此垂直的光学吸收轴的偏振板被分别附着到TFT基板和滤色器基板。

补偿电路105被配置为从系统接口接收(未调制)数字视频数据Ri/Gi/Bi，且输出经调制的数字视频数据Rc/Gc/Bc和待显示于正常显示表面中的未调制数字视频数据Ri/Gi/Bi。通过向或从待显示于显示缺陷表面的相应像素中的数字视频数据Ri/Gi/Bi增加或减去使用GPE算法产生的预先存储的参考灰度级补偿值，向上或向下地控制经调制的数字视频数据Rc/Gc/Bc。

定时控制器104被配置成与点时钟DCLK同步地向数据驱动电路101提供从补偿电路105接收的数字视频数据Rc/Gc/Bc和Ri/Gi/Bi，且使用垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE以及点时钟DCLK产生用于控制选通驱动电路102的选通控制信号GDC和用于控制数据驱动电路101的数据控制信号DDC。补偿电路105和定时控制器104可以集成在一个芯片中。

数据驱动电路101被配置成将从定时控制器104接收的数字视频数据Rc/Gc/Bc和Ri/Gi/Bi转换成模拟伽马补偿电压且向数据线106提供该模拟伽马补偿电压作为数据电压。

选通驱动电路102被配置成向选通线108顺序地提供扫描信号，用于选择将要施加数据电压的水平行。

图6是图5的补偿电路105的详细框图。

参考图6，根据本发明的实施方式的补偿电路105包括GPE算法处理器111、存储器112、寄存器113和接口单元114。

GPE算法处理器111被配置成使用垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE以及点时钟DCLK确定数字视频数据Ri/Gi/Bi的显示位置，将显示位置的确定结果与从存储器112接收的位置数据PD进行比较，并且检测待显示于显示缺陷区域中的数字视频数据Ri/Gi/Bi。GPE算法处理器111被配置成使用待显示于显示缺陷中的数字视频数据Ri/Gi/Bi的位置数据PD作为读取地址AD从存储器112读取参考灰度级补偿值CD。而且，GPE算法处理器111被配置成，通过参考从寄存器113接收的增益因子控制信息SGF，执行如等式1和2表达的GPE函数，基于参考灰度级的补偿值CD，计算针对所有灰度级的补偿值，并通过向或从待显示于显示缺陷中的数字视频数据Ri/Gi/Bi增加或减去计算出的补偿值，产生经调制的数字视频数据Rc/Gc/Bc。同时，GPE算法处理器111不经调制地输出待显示于正常显示表面中的数字视频数据Ri/Gi/Bi。

存储器112被配置为以查找表形式存储指示显示缺陷的每个像素的位置数据PD以及参考灰度级补偿值CD。存储器112中存储的位置数据PD和参考灰度级补偿值CD响应于经由接口单元114从外部计算机44接收到的电信号而被更新。

接口单元114被配置成执行补偿电路105和外部系统之间的通信，并且接口单元114是根据诸如I2C的通信标准协议设计的。因为诸如工艺变化以及模式之间的不同等原因，存储器112中存储的位置数据PD和参考灰度级补偿值CD需要更新。用户可以通过外部系统输入更新位置数据UPD和更新参考灰度级补偿值UCD。如果产生上述原因，则计算机44可以通过接口单元114读取或修改在存储器112中存储的数据。而且，取决于灰度级之间的显著差异程度以及面板，在GPE算法处理器111中执行的GPF函数的增益因子GF需要某种程度的精细控制。用户可以通过接口单元114向GPE算法处理器111输入用于精细地控制增益因子GF的增益因子控制信息SGF。

通过接口单元114接收的数据UPD和UCD被临时存储在寄存器113中，以更新存储器112中存储的位置数据PD和参考灰度级补偿值CD。

如上构造的液晶显示器可以应用于任意平板显示器，而无需显著地修改。例如，液晶显示器可以被场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)或有机发光二极管显示器(OLED)代替。

如上所述，根据本发明的补偿平板显示器的显示缺陷的方法和设备，检测针对指定参考灰度级的补偿数据，且基于检测到的补偿数据，通过执行GPE函数可以补偿针对所有灰度级的显示缺陷。因此，可以极大地减小检测补偿数据所花费的处理时间和存储补偿数据所需的存储器容量。

而且，根据本发明的补偿平板显示器的显示缺陷的方法和设备，通过非线性地改变整个灰度级区域中的一个参考补充数据来补偿显示缺陷。因此，和常规针对相应灰度级段使用不同的补偿查找表严格地补偿显示缺陷的方法相比，可以显著地减小进行失真地补偿的概率。

而且，根据本发明的补偿平板显示器的显示缺陷的方法和设备，通过精细地控制GPE函数的增益因子GF可以去除由于在使用补偿数据的补偿处理中产生的噪声导致的错误。因此，可以省略用于消除噪声的附加处理器。

尽管已经结合当前被视为实际示例性实施方式的内容描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的实施方式，恰恰相反，本发明旨在涵盖在所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种修改和等同结构。

Claims (8)

1.一种补偿平板显示器的显示缺陷的方法，该方法包括以下步骤：

接收指示出显示面板的显示缺陷位置的位置信息和指示出该显示面板的显示缺陷程度的级别信息；

基于所述级别信息产生用于补偿所述显示缺陷的参考灰度级补偿值；

在存储器中存储所述位置信息和所述参考灰度级补偿值；以及

通过执行伽马点估计函数计算针对所有灰度级的补偿值，通过计算出的补偿值调制待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，并且在所述显示面板上显示经调制的数字视频数据，其中，该伽马点估计函数用于基于接收的增益因子控制信息将所述参考灰度级补偿值扩展到所有灰度级。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述伽马点估计函数用于通过响应于整个灰度级区域非线性地改变参考灰度级补偿值计算针对所有灰度级的补偿值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述伽马点估计函数由下式表达：

M2data＝(M1data×Input Data×α)×β

Output Data＝Input Data±M2data

其中“M1data”表示所述参考灰度级补偿值，“Input Data”表示待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，“α”表示对于每个模型和面板固定的参数，“β”表示用于对相应灰度级的显示缺陷程度之间的显著差异进行补偿的参数，“M2data”表示针对所有灰度级的补偿值，并且“Output Data”表示通过所述补偿值调制的数字视频数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述增益因子控制信息用于精细地控制所述参数“α”和“β”。

5.一种用于补偿平板显示器的显示缺陷的设备，该设备包括：

显示面板；

程序执行器，其被配置为接收指示出显示面板的显示缺陷位置的位置信息和指示出该显示面板的显示缺陷程度的级别信息，并且基于该级别信息产生用于补偿该显示缺陷的参考灰度级补偿值：

存储器，其被配置为存储所述位置信息和所述参考灰度级补偿值；

补偿单元，其被配置成通过执行伽马点估计函数计算针对所有灰度级的补偿值，并通过计算出的补偿值调制待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，其中该伽马点估计函数用于基于接收的增益因子控制信息将所述参考灰度级补偿值扩展到所有灰度级；以及

驱动器，其被配置为在该显示面板上显示经调制的数字视频数据。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述伽马点估计函数用于通过响应于整个灰度级区域非线性地改变参考灰度级补偿值计算针对所有灰度级的补偿值。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述伽马点估计函数由下式表达：

M2data＝(M1data×Input Data×α)×β

Output Data＝Input Data±M2data

其中，“M1data”表示所述参考灰度级补偿值，“Input Data”表示待显示于显示缺陷位置的数字视频数据，“α”表示对于每个模型和面板固定的参数，“β”表示用于对相应灰度级的显示缺陷程度之间的显著差异进行补偿的参数，“M2data”表示针对所有灰度级的补偿值，并且“Output Data”表示通过补偿值调制的数字视频数据。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述增益因子控制信息用于精细地控制所述参数“α”和“β”。

Images