CN101821669A - 用于显示系统的led背光源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于显示系统的LED背光源。公开了一种提供具有不同白点色彩的多个发光二极管的用于显示系统的LED背光源方法和装置。选择具有不同白点色彩的至少两个发光二极管，以便在选择发光二极管的光输出被混合时产生预定白点色彩的光。在空间分布位置处按预定顺序将选择的发光二极管安装在显示面板上以便混合它们的光输出，从而产生预定白点色彩的光，以便利用预定白点色彩的光来照明显示面板。

Description

用于显示系统的LED背光源
技术领域
本发明一般涉及设备显示系统，并且更具体地涉及用于使显示系统发光的具有高度均匀色彩的LED背光源。
背景技术
随着计算机技术的进步，对诸如笔记本电脑的便携式计算机系统的要求已经提高。便携式计算机已经为计算机用户显著提高了计算能力的移动性。自第一台便携式计算机以来，制造商通过减小便携式计算机的尺寸、重量和功率要求，通过提高电池寿命和提高性能，已经提高了计算机移动性。
当前使用的监视器对便携式计算机的整体尺寸和重量贡献很大。监视器必须具有足够的尺寸、亮度和清晰度来向用户提供可读的图像。为了达到这些要求，监视器对可用的功率资源提出较大要求并因此是便携式计算机重量的间接也是直接的重要贡献者。
通常，便携式计算机监视器利用液晶显示系统。液晶显示系统一般包括顶部的塑料或玻璃面板和底部的塑料或玻璃面板，在之间具有薄膜晶体管和液晶材料的液晶显示器。这些系统还利用背光源系统，背光源系统通常包括将光均匀传递给液晶显示器的散射体、产生光的冷阴极荧光灯(“CCFL”)、将光导向散射体的反射器、和位于散射体与反射器之间将光传播到散射体的整个表面的灯管。
不过，便携式计算机的监视器中使用的传统CCFL液晶显示系统对减小便携式计算机的尺寸和重量的持续努力产生限制因素。CCFL技术尚未跟上许多其他显示组件的尺寸和重量已经减小的其他技术的发展。因此，如今CCFL照明系统是进一步减小显示器的厚度和重量的主要限制因素之一。
发光二极管(“LED”)技术提供针对CCFL有吸引力的选择。LED比CCFL更薄并且不需要CCFL的许多较重电源系统。与使用CCFL的背光源相比，利用LED的背光源具有许多优点，包括更轻的重量、更高的亮度、更高的色彩清晰度、更高的色域、更长的寿命和不含水银的成分。不过，相对于一个CCFL能够照亮整个显示器，需要多个LED来照亮相当的显示器。
利用多个LED、尤其是当多个LED分布在较大阵列中时带来的挑战，是在大量LED中保持色彩的均匀性。LED的色彩平衡和光谱受制于诸如制造差异和LED磷光的多种因素。例如，白色LED实际上经常是在LED正面上具有补充的(complimentary)黄色磷点的蓝色LED。依据制造精度(并因此，相关的制造成本)，实际的色彩因此经常跟随分布曲线从例如淡蓝变化到淡粉，在曲线中许多LED从所需的白点色彩变化。这可对LCD显示器的色彩均匀性具有负面影响。可以理解的是，随着在更大的显示器配置和环境中LED数量的增加，对这种可变性的减小和补偿显著增加了成本和复杂性。
一种解决方案是仅选择和利用提供所需的白点色彩的那些LED。不过，这种解决方案使成本相当高，因为仅可利用一小部分LED产品。
另一种解决方案是补偿LED色彩变化，诸如通过使LED相互匹配并接着对光输出进行过滤，以便将色彩调节到所需的白点色彩。这减小了LED的整体成本，因为可利用大多数或全部LED。不过，附加的色彩过滤器代表了昂贵的附加物理元件，时常需要精细变化遮蔽(shade)和等级的大量可用的过滤器色彩(filter colors)。这还会增加显示器的厚度。另一个缺点是这种过滤器吸收光，使LED光源的净亮度(netbrightness)减小。
因此，如果LED要成为针对CCFL的可行的选择，则必须找到一种经济实用的解决方案来利用大量不匹配的LED，同时在利用LED的显示面板中保持色彩的均匀性。
考虑到不断增长的商业竞争压力、不断提高的消费者期望值和减少关于市场中有意义的产品差异的机会，越来越迫切于找到这些问题的答案。另外，对于节省成本、提高效率、提高性能、和满足这种竞争压力的不断增长的需要给找到这些问题的答案的迫切要求增加了更大的紧迫性。
早已寻求对这些问题的解决方案，但现有的开发尚未教导或建议任何解决方案，因此，对这些问题的解决方案已经使本领域技术人员困惑了很久。
发明内容
本发明提供一种用于显示系统的LED背光源方法和装置。提供具有不同白点色彩的多个发光二极管。至少两个所述发光二极管具有被选择的不同白点色彩，以便在所选择的发光二极管的光输出被混合时产生预定白点色彩的光。所选择的发光二极管在空间分布位置处按预定顺序安装在所述显示面板上以便混合它们的光输出，从而产生所述预定白点色彩的光，以便用所述预定白点色彩的光使所述显示面板发光。
本发明的某些实施例除了上述那些方面之外还具有其他方面、或用其他方面代替上述那些方面。通过参考附图来阅读下面的详细描述，所述方面对本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
图1是并入面板的便携式计算机的视图，通过根据本发明选择并安装的LED来使面板发光；
图2是图1的具有可拆卸光带的面板的放大细节；
图3是图2的可拆卸光带的放大细节；
图4是典型的LED色彩分区图；
图5是用于面板的边缘发光背光源的光分布系统的示意性图示；
图6是根据本发明实施例的色彩仿真的亮度图比较；
图7显示图6中近场的亮度贡献细节；
图8示出根据本发明实施例的利用八色彩分区(bin)的优化的LED色彩混合；
图9A和9B分别显示对于使距中心点的距离最小的优化而言，在近场和远场中利用优化的LED顺序结果仿真的色彩分布均匀性；
图10A和10B分别显示对于使距移动的黑体曲线的距离最小的优化而言，在近场和远场中利用优化的LED顺序结果仿真的色彩分布均匀性；
图11示出作为在活动区域中距LED的归一化距离d/L的函数的对于八分区面板的仿真最差色差；
图12A、12B、13A和13B示出在近场中利用优化的六色彩分区配置的本发明的实施例；
图14A和14B示出在近场中利用优化的四色彩分区配置的本发明的实施例；
图15和15B示出作为距LED的归一化距离d/L的函数的对于几个四分区面板配置的最差色差；
图16显示对于利用八个实际色彩分区的四分区仿真配置的实施例；
图17显示根据本发明实施例，对于优化的8分区LED混合背光源单元而言、在典型的13.3″LCD模块中的色彩均匀性；
图18显示根据本发明实施例，对于优化的4分区LED混合背光源单元而言，在典型的13.3″LCD模块中的色彩均匀性；
图19是根据本发明的用于色彩仿真实施例的流程图；
图20是依据本发明实施例的用于显示系统的LED背光源方法的流程图。
具体实施方式
足够详细地描述了下面的实施例以使本领域技术人员能够制造和使用本发明。要理解的是在本公开的基础上其他实施例将是显然的，并且可以不背离本发明的范围而对系统、过程、或机械进行改变。
在下面的描述中，给出许多特定细节来提供对本发明的透彻理解。不过，显而易见的是本发明可以不用这些特定细节而实践。为了避免使本发明模糊，不详细公开一些熟知的电路、系统配置和处理步骤。
同样，显示系统实施例的图是半图解的并且不依比例画出，尤其是，一些尺寸是为了清晰呈现并在附图中被夸大。同样，虽然出于方便描述的目的，附图中的视图一般显示类似的方向，但是图中的这个描绘对于大多数部件而言是任意的。一般而言，本发明可以被考虑、理解、和操作于任何方向。
另外，将多个实施例公开和描述成具有一些共同特征，为了清晰和方便的示出、描述和理解这些特征，类似和相同的特征相互之间一般将用同样的附图标记来描述。
出于说明性的目的，诸如“之上”、“之下”、“底部”、“顶部”、“侧面”(如在“侧壁”中)、“更高”、“更低”、“上面”、“越过”、“下面”的术语关于显示设备的背面进行限定，除非上下文指出了不同的意义。术语“...上”意味着在元件之间存在直接接触。
现在参考图1，图中显示具有基部102的便携式计算机100，基部102连接到屏幕或面板104。在这个实施例中，基部102包含便携式计算机100的大多数组件，诸如键盘106、鼠标板(trackpad)108、盘驱动器(未示出)和主板(未示出)。通过根据本发明选择并安装的发光二极管(“LED”)(未示出，但参见图3中的LED 306)来使面板104发光。
现在参考图2，图中显示面板104的特写。在这个实施例中面板104是液晶显示器(“LCD”)。面板104通过适当的连接器(未示出，但参见供电触点318，图3)电连接到可拆卸的光带202。显示为部分插入面板104中的可拆卸光带202从面板104的基部或底部使面板104发光。当完全插入面板104中时，通过诸如锁销(detent)、插销(latch)等(未示出)适当的保持装置将可拆卸光带202保持于面板104中。
面板104包括围绕面板104的活动区域206的框204。活动区域206是在其中显示图像的发光部分，可拆卸光带202位于框204之后活动区域206之下。于是，活动区域206的更接近可拆卸光带202、朝向面板104底部的区，构成活动区域206的近场208。同样，活动区域206的远离可拆卸光带202、朝向面板104顶部的区，构成活动区域206的远场210。
现在参考图3，图中显示可拆卸光带202的特写。在这个实施例中，侧面点亮的LED 306被安装在柔性电路308上并相互之间电连接。柔性电路308是传统的柔性介质，电组件和电连接安装于其上。LED 306相互之间隔开距离310。距离310等于或大于LED 306的长度并形成对准区域312。在这个实施例中，柔性电路308具有褶皱314，柔性电路308在此处折回自身以形成褶皱的柔性电路316。褶皱的柔性电路316具有供电触点318，当被插入面板104中时供电触点318连接(未示出)到面板104(图2)。褶皱的柔性电路316被装入装配外壳320中。装配外壳320为褶皱的柔性电路316、LED 306、和供电触点318提供支撑。
诸如LED 306的LED是点光源。因此当用LED使面板发光时，一般优选使用许多空间分布的LED来有效地并且经济地获得面板的均匀发光。通过使用多个LED还能更加容易地并且经济地获得所需的亮度级别，因为LED成本会随着更高的单独输出光级别而显著增大。
为了跨越面板104而实现均匀而经济的照亮，多个LED 306必须有效提供均匀的色彩。LED 306的色彩平衡和光谱受到磷光的限制。例如，白色LED实际上经常是在LED正面上具有补充的磷点的蓝色LED。依据制造精度(并因此，相关的制造成本)，实际的色彩可从例如淡蓝变化到淡粉。可以理解的是，随着在更大的显示器配置和环境中LED数量的增加，减小或补偿这种可变性显著增加了成本和复杂性。因此现有解决方案已经尝试改进制造过程和控制以便产生高度均匀的LED。不幸地是，当不能使用并拒绝不兼容(non-compliant)的LED时(由此进一步增加成本)，这已经导致高的制造成本和显著的浪费。
现在参考图4，图中显示诸如来自商业LED制造商的典型的LED色彩分区图400或LED的色彩分区映射(color bin map)。使用这个或类似的图，将LED产品分类成基本匹配的色彩的组，每组具有不同的白点色彩。即，落入色彩分区图400的相同小区或“分区”402中的具有匹配属性(例如色彩、亮度、正向电压、通量、色调)的所有LED与具有相同属性的其他LED被分类到一起。正如之前建议的，仅仅位于具体需求的白点色彩周围的少数分区402包含有传统上认为对于产品显示器可接受的LED。划分到其他分区中的LED已被认为是不可接受的或不可使用的，因为可通过人眼轻易检测到色差。因此，为了装配高度色彩均匀性的LED背光源，在具体显示模型中仅可使用一个色彩分区或有限的色彩分区，这增加了背光源单元的困难和成本。
正如本领域中熟知的那样，在照亮的科学中存在可被称为“白色”的连续色彩的光。配得上(deserve)这个描述的一组色彩是由黑体在不同的相对高温下经由被称为白热化的过程发射的色彩。例如，在2848开尔文(“K”)温度下黑体的色彩与家用白炽灯泡产生的白光相匹配。即，这种灯泡的色温是2848K。剧场照明中使用的白光具有大约3200K的色温。日光白光具有的标称(nominal)色温为5400K(被称为等能白光)，但可从冷淡红色色调变化到上至淡蓝色25,000K。并非所有黑体辐射都可认为是白光：为了指出一个极端的示例，宇宙的背景辐射仅为几开尔文并且完全不可见。
经常参考国际照明委员会(“CIE”)的色度图来定义标准白色。这些是D系列的标准发光体。采用最初相应于6,500K色温的发光体D65来表示标准日光。
计算机显示器通常具有色温控制，允许用户在计算机产生相应于“白色”的电信号时选择所发射光的色温(通常从固定值的小组)。白色的RGB坐标为255255255，与实际上为白色选择的色温无关。
根据本发明已经意想不到地公开了可以在使用白点色彩变化范围大的LED的同时，跨越不同的产品显示器而保持色彩平衡和均匀性，由此利用基本上所有的分区402。
更具体的是，根据本发明，为了实现色彩平衡和均匀性，具有不同白点的LED首先被分类并分区到分区402中，像前面那样。每个分区402中分类的LED基本上产生与相同组或相同分区402中其他LED相同的白点。不同的分区依次各自具有它们自己的不同白点，因为总地来说，实际的产品LED围绕对于产品显示器所需的白点色彩显示出略微的色彩变化。于是，正如根据本发明实施例在本文中教导的那样，通过从仔细选择的分区402中仔细选择具有不同白点色彩的具体LED并将其物理安装、分布、和定位在显示器中邻近显示面板的选择的位置中而成功利用来自这些不同分区的LED。按设定顺序将LED安排在空间分布的位置中，用于混合它们的光输出以提供在显示器中进行组合的互补色彩，从而提供所需的白点色彩的光，以便用预定白点色彩的光来使包括近场208(图2)和远场210(图2)在内的整个显示面板发光。正如本文更具体描述的那样，在这个方式下从分区402选择的LED 306因此具有已经从至少两个不同的这种分区402选择的特性。
在采用相同色彩的匹配LED的现有配置中，LED光源的色彩当然是跨越全部显示面板而始终如一地相同，因为所有LED都匹配。不过，在沿着显示面板边缘的物理分布位置中利用不匹配的LED时，上述条件不必达到。配置和安排这种不匹配的LED，从而使面板104的近场208(图2)和面板104的远场210都始终如一地接收相同的所需的白点色彩发光，因此成为一项通过本发明而意想不到解决了的不平凡的任务。
因此，本发明是实现用于LCD显示器的高度色彩均匀性LED背光源系统的一种新手段。通过精确选择用于LED 306(图3)的LED色彩分区402的顺序，可较好地平衡背光源单元上的色差并可实现高度色彩均匀性，其中LED 306被装配到诸如光带202(图2)的面板104背光源单元中。如本文所教导的那样，可通过计算机色彩仿真来优化LED 306的特定分区402顺序。
根据本发明实施例的这种色彩仿真如下所述。首先，假设不同LED分区之间的色彩混合遵循色彩加法规则：
x = Σ j I j x j / Σ j I j
y = Σ j I j y j / Σ j I j
(1)
这里Ij，xj和yj分别是第j个LED在CIE 1931中的亮度贡献和色彩坐标。这个假设对于来自相同制造商的LED是有效的，因为这种LED的光谱是类似的并且色差较小。
假设亮度贡献是高斯类型的：
I(d)＝exp[-d2/(2σ2)]
(2)
这里d是距LED的水平距离而σ是与LED之间的距离L、背光源系统的属性和面板上的位置有关的混合功率(power)参数。
现在参考图5，图中显示用于诸如面板104(图2)的面板的边缘发光背光源的光分布系统的示意性图示500。在示出的光分布系统中，从LED 306发射的光入射到光导板(“LGP”)502上并在光导板502内部混合。亮度增加膜(“BEF”)504和散射体膜506对光进行准直并以接近垂直的视角提供高亮度，而LGP 502、BEF 504和散射体膜506全都用做光混合元件。光在这些元件中行进得越远，混合得越好。换言之，混合功率随着距光源的距离增大而增大。
现在参考图6，图中显示根据本发明实施例的色彩仿真与真实显示系统进行比较的亮度图比较600。在这个示例中，被测试的LCD显示面板具有40个LED 306的光源。在这个面板中，LED 306位于框204后面，以类似于或相当于邻近的LED 306之间距离的距离与活动区域206的边缘隔开。在另外的实施例中，可以依据显示器的色差、色彩混合效率、和所需的性能规格，使LED 306相互之间以一定距离隔开，该距离一般大于或小于它们距显示面板104的活动区域206的距离。在这个示例中，出于测试的目的，为了更清楚地揭示具有进入近场208和远场210的增加的距离的色彩混合的进行，40个LED阵列中仅8个LED 306′被接通(发光)，即每隔5个LED有一个被接通。
在图6中通过等流明(isolumen)线602显示通过面板104的整个活动区域206的被测亮度。(术语“等流明线”是本文定义和使用的杜撰术语，意味着连接具有相同光通量的点的线，类似于例如气象图上使用的等压线)。在近场208中靠近地隔开的等流明线602显示靠近于LED 306的近场208中混合功率较低。另一方面，在远场210中缺乏等流明线602显示在远场210中混合非常良好。
现在参考图7，图中显示图6的一部分近场208的亮度贡献细节，使LCD面板104(图6)中的亮度贡献与高斯类型仿真进行比较。在图7中，在自然数(natural)单元中测量水平距离，即，将邻近的LED 306(图6)之间的距离设置为1。令σ＝1.0，使用方程(2)计算拟合曲线(fittingcurve)。仿真与实际系统相当吻合。
在远场210中(如图6中所示)，亮度是非常均匀的，这表明混合功率较高而亮度贡献函数(方程2)应该是缓慢变化的(更大的σ)。
现在参考图8，图中显示根据本发明实施例的计算机仿真结果800，优化了利用八色彩分区402的LED色彩混合。显示两个标准选择：(1)使到CIE 1976坐标中心点802的距离最小；(2)使到CIE 1976坐标中移动的(shifted)黑体曲线804的距离最小(应注意到可通过LCD面板中色彩过滤器的设计来恢复该移动)。
现在参考图9A和9B，图中分别显示在近场208(σ＝1)和远场210(σ＝5)中利用最优的LED顺序结果的仿真色彩分布均匀性。优化方法是使距中心点802的距离(期望值)最小。LED分区402的最优的顺序是(73628541)n。图9A和图9B显示色差Δu′、Δv′都小于0.002，这是人眼难以区分的。
现在参考图10A和10B，图中分别显示在近场208和远场210中利用优化的LED顺序结果的仿真色彩分布均匀性。优化方法是使距移动的黑体曲线804的距离最小。在这个情况下，LED分区402的优化顺序是(74583621)n。色差Δu′、Δv′也小于0.002。
现在参考图11，图中显示作为在活动区域206(图6)中距LED 306(图6)的归一化距离d/L的函数的对于八分区面板104(图2)的仿真最差色差1100。将最差色差Δ定义为因为假设在面板104中亮度是近乎均匀的。图11还显示当在活动区域206中距离d相当于或大于邻近的LED之间的距离L时，最差色差落入可接受的范围。
本发明包括除了上述八分区实施例之外的实施例。本发明延伸到其他数量的分区，其中最优的色差一般小于对近旁(at hand)面板配置的色彩均匀性要求。因此，现在参考图12A、12B、13A和13B，图中显示在近场208(σ＝1)中利用优化的六分区配置的实施例。图12A和12B中的优化方法是使距中心的距离最小。图13A和13B中的优化方法是使距黑体曲线的距离最小。图12A、12B、13A和13B显示六分区面板与八分区面板(上述)上的色差具有类似的表现。在这些具体的六分区实施例中，色彩均匀性实际上比优化的八分区配置略好些。当活动区域中的距离相当于或大于邻近的LED之间的距离L时，色差Δu′、Δv′小于0.001。同样，预期从面板到面板的理论平均白点变化小于0.001，即使单独的六色彩分区402是不同的。
现在参考图14A和14B，图中显示在近场208中利用四色彩分区402的优化的实施例。优化方法是使距中心的距离最小。这个实施例的色彩均匀性实际上比上述优化的六分区实施例的略好些。
现在参考图15A和15B，图中显示在活动区域206(图6)中的距离相当于邻近的LED之间的距离L的区中，作为距LED 306(图6)的归一化距离d/L的函数的对于几个四分区面板配置的最差色差。
现在参考图16，图中显示用于四分区仿真配置1600的本发明实施例，其在四分区仿真中利用了八个实际的色彩分区402。首先将八色彩分区划分成四个区域1602，并使用每个区域而非每个分区来执行根据本发明的仿真。在一个实施例中，为了实现始终如一的远场白点，相应地挑选来自每个区域1602的一个色彩分区402以确保在远场210(图2)中色彩偏离(color deviation)较小。在这个方式下从区域1602中分区402选择的LED因此具有已经通过从每个区域1602挑选一个色彩分区402而被选择的特性。
基于这些教导，对本领域技术人员而言，现在根据本发明类似地优化其他多分区实施例将是清楚的。例如，通过去掉任何一个分区或增加任何其他分区，可由可接受的四分区配置来构建可接受的三分区或五分区配置，只要根据所考虑的目标显示器参数，在远场处距中心点的偏离是可接受的。
为了示出这个通用性，如本文教导的计算机仿真为13.3″LCD模块优化了用于3分区、4分区、6分区和8分区色彩混合以及相应的LED背光源单元的LED的顺序。表I(下面)列出依据本文教导利用优化的LED色彩混合的背光源单元构造的18个实际LCD模块的中心点的被测白色色彩坐标(CIE 1931和CIE 1976两者)。在这些模块中，中心点的色彩与远场仿真的色彩一致。被测的远场数据(x，y，u′，v′)确定面板上的色彩是始终如一的(即，从面板到面板的色彩变化较小)。在这种LED色彩混合之后，色差Δ变得小于0.002，相比于LED色彩分区的色差Δ～0.008，这与仿真结果一致。
表I
面板   色彩分区的数量 x y u′ v′
  A   3   0.2861   0.3023   0.1890   0.4252
  B   3   0.2850   0.3012   0.1886   0.4244
  C   3   0.2846   0.3043   0.1872   0.4211
  D   3   0.2835   0.3010   0.1876   0.4221
  E   4   0.2824   0.3023   0.1863   0.4192
  F   4   0.2830   0.3009   0.1873   0.4214
  G   4   0.2829   0.3030   0.1864   0.4194
  H   4   0.2851   0.3041   0.1876   0.4221
  I   4   0.2835   0.3029   0.1869   0.4205
  J   4   0.2843   0.3026   0.1876   0.4220
  K   4   0.2858   0.3033   0.1884   0.4239
  L   4   0.2837   0.3011   0.1877   0.4223
  M   4   0.2840   0.3008   0.1880   0.4231
  N   6   0.2847   0.3019   0.1881   0.4233
  O   6   0.2826   0.3011   0.1869   0.4205
  P   6   0.2843   0.3024   0.1877   0.4222
  Q   8   0.2831   0.3025   0.1867   0.4202
  R   8   0.2853   0.3030   0.1881   0.4233
现在参考图17和18，图中显示根据本发明实施例利用优化的LED混合背光源单元的优化的典型13.3″LCD模块中的色彩均匀性。图17显示对于优化的8分区单元的色彩均匀性1700；图18显示对于优化的4分区单元的色彩均匀性1800。在近场208中，在LED之间事实上存在不易察觉的色差，正如在仿真中预测的那样。另外，面板上的色彩均匀性关于中心点而言是～0.005。这个均匀性可归因于LED色彩的亮度均匀性和角度依赖性(angular dependence)。
现在参考图19，图中显示根据本发明用于色彩仿真实施例的流程图1900，用于确定分区的顺序，以便从分区选择LED从而按该顺序循环装配到诸如面板104(图2)的显示面板中。一旦被这样确定，则按照号码顺序从分区获取(retrieve)LED并将其按相应顺序循环装配到诸如用于面板104的可拆卸光带202(图2)的显示面板光源中。
如图19中所示，对于N个色彩分区，在框1902中，诸如随机地初始化N个色彩分区的初始顺序。然后，在框1904中，如上所述计算N个色彩分区的顺序的近场和远场色差。接着，在框1906中，随机地重排列两个色彩分区。接下来，在框1908中，再次计算近场和远场色差。之后，在框1910中，确定被重排列的分区的近场和远场色差是否比所述N个色彩分区的顺序的近场和远场色差减小。于是，如果色差被减小，则在框1912中接受所述重排列而程序返回到框1906。如果色差未减小，则在框1914中拒绝所述重排列而程序前进到框1916。然后，在框1916中，基于拒绝所述重排列，确定计算的近场和远场色差是否是稳定的，而如果不是，则程序返回到框1908。如果计算的近场和远场色差是稳定的，则程序前进到框1918。接着，在框1918中，确定近场和远场色彩是否满足预定规格。然后，如果近场和远场预定色彩规格得到满足，则在框1920中输出最优的分区顺序、近场色彩和远场色彩。而如果近场和远场预定色彩规格未得到满足，则在框1922中产生色彩分区的这个范围不存在最优的分区顺序的输出，并且可选地建议减小色彩分区的范围。从而，这样选择的、具有不同白点色彩的LED将具有已经通过流程图1900被选择的特性。
现在参考图20，图中显示依据本发明实施例的用于显示系统的LED背光源方法的流程图2000。LED背光源方法包括：在框2002中，提供具有不同白点色彩的多个发光二极管；在框2004中，选择具有不同白点色彩的至少两个发光二极管，以便在选择发光二极管的光输出被混合时产生预定白点色彩的光；在框2006中，在空间分布位置处按预定顺序将选择的发光二极管安装在显示面板上，以便混合它们的光输出，从而产生预定白点色彩的光，以便用预定白点色彩的光使显示面板发光。
已经公开了本发明因此具有许多方面。
已经意想不到地公开的原理方面在于，本发明容易和有利地使基本上所有白色LED的分区都能够被使用。
另一重要方面在于，在跨越整个显示产品而保持均匀的色彩输出的同时可使用所有LED。
因而，另一方面在于，现在通过从不同色彩分区混合LED可满足色彩均匀性要求。
又一重要方面在于，可将LED的全部光输出传送给显示面板，因为不需要过滤器来补偿灰白色(off-white)LED输出。
另一重要方面在于，保留可用于显示面板的全部色彩范围，因为该需要不会危害LCD面板以致于产生对LED光源的色彩移动。
再一方面在于，通过仔细选择LED色彩分区的顺序以便将LED装配到背光源单元中，可较好地平衡背光源单元上的色差并可实现高度色彩均匀性LED背光源。
本发明的又一重要方面在于，它有利地和意想不到地缓解了对LED背光源而言被限制的色彩分区要求，并降低了LED背光源单元的成本。
本发明再一有价值的方面在于，它可以有效应用于和用于大量分区和少量分区两者。
另一显著方面在于，面板不仅在其上显示出高度色彩均匀性，而且从面板到面板具有始终如一的色彩。
本发明的又一重要方面在于，它有益地支持和服务于减小成本、简化系统和提高性能的历史趋势。
本发明的这些和另一些有价值的方面因而将技术状态促进到至少下一个等级。
因此，已经公开了本发明的显示系统提供重要的而且迄今为止是未知的和难以获得的解决方案、能力、和功能方面，以便事实上利用全范围的LED产品。所得的处理和配置是简单易懂的、低成本高效率的、不复杂的、高度通用和有效的，可通过适应已知的知识而令人惊讶和非显而易见地实施，并因此容易适合于有效而经济地制造显示设备。所得的处理和配置是简单易懂的、低成本高效率的、不复杂的、高度通用的、准确和有效的，并可通过适应已知的组件来实施，以便容易、有效、和经济地制造、应用和利用。
虽然已经结合特定的最佳模式描述了本发明，但要理解，根据上述描述，许多替换、修改和变体对本领域技术人员而言将是显而易见的。从而，希望包含落入权利要求所包括范围内的所有这种替换、修改和变体。本文迄今为止阐明的、或在附图中显示的所有内容都要理解为说明性和非限制性的意义。

Claims (24)

1.一种用于显示系统的LED背光方法，包含：
提供具有不同白点色彩的多个发光二极管；
选择具有不同白点色彩的至少两个所述发光二极管，以便在选择的发光二极管的光输出被混合时产生预定白点色彩的光；和
在空间分布位置处按预定顺序将所述选择的发光二极管安装在显示面板上以便混合它们的光输出，从而产生所述预定白点色彩的光，以便用所述预定白点色彩的光使所述显示面板发光。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含沿着与所述显示面板的活动区域隔开的所述显示面板的边缘安装所述发光二极管。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述发光二极管通过与它们距所述显示面板的所述活动区域的距离相类似的距离而被互相隔开。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述发光二极管通过一般比它们距所述显示面板的所述活动区域的距离更小的距离而被互相隔开。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述发光二极管通过一般比它们距所述显示面板的所述活动区域的距离更大的距离而被互相隔开。
6.如权利要求1所述的方法：
其中所述发光二极管被根据它们的白点色彩进行分区；和
进一步包含从至少两个不同分区中选择所述发光二极管。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包含选择至少三个所述发光二极管，每个具有不同的白点色彩。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
将不同的白点二极管划分成多个区域，在每个区域中具有多个分区，每个分区具有不同的白点色彩；和
从每个区域挑选一个色彩分区。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包含使近场和远场色差最小。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包含优化所述LED顺序以使距中心点的距离最小。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包含优化所述LED顺序以使距移动的黑体曲线的距离最小。
12.如权利要求1所述的方法，其中选择具有不同白点色彩的至少两个所述发光二极管进一步包含：
初始化N个色彩分区的顺序；
然后计算所述N个色彩分区的顺序的所述近场和远场色差；
然后随机地重排列两个所述色彩分区；
然后再次计算所述近场和远场色差；
然后确定再次计算的近场和远场色差是否比所述N个色彩分区的顺序的所述近场和远场色差减小；
然后，如果色差被减小，则接受所述重排列并返回到随机地重排列两个所述色彩分区的步骤；
否则拒绝所述重排列；
然后，基于拒绝所述重排列，确定再次计算的近场和远场色差是否是稳定的，而如果不是，则返回到再次计算所述近场和远场色差的步骤；
然后确定近场和远场色彩是否满足预定规格；
然后，如果近场和远场预定色彩规格得到满足，则输出所述最优的分区顺序，所述近场色彩，和所述远场色彩；和
然后，如果所述近场和远场预定色彩规格未得到满足，则输出对色彩分区的这个范围不存在最优的分区顺序。
13.一种用于显示系统的LED背光源，包含：
多个发光二极管，其具有不同白点色彩；
至少两个所述发光二极管具有被选择的不同白点色彩，以便在所选择的发光二极管的光输出被混合时产生预定白点色彩的光；
显示面板；和
所选择的发光二极管在空间分布位置处按预定顺序安装在所述显示面板上，以便混合它们的光输出，从而产生所述预定白点色彩的光以便用所述预定白点色彩的光使所述显示面板发光。
14.如权利要求13所述的背光源，其中所述发光二极管沿着与所述显示面板的活动区域隔开的所述显示面板的边缘进行安装。
15.如权利要求14所述的背光源，其中所述发光二极管通过与它们距所述显示面板的所述活动区域的距离相类似的距离而被互相隔开。
16.如权利要求14所述的背光源，其中所述发光二极管通过一般比它们距所述显示面板的所述活动区域的距离更小的距离而被互相隔开。
17.如权利要求14所述的背光源，其中所述发光二极管通过一般比它们距所述显示面板的所述活动区域的距离更大的距离而被互相隔开。
18.如权利要求13所述的背光源：
进一步包含根据发光二极管的白点色彩进行分区的发光二极管；和
其中所选择的发光二极管具有从至少两个不同的这种分区被选择的特征。
19.如权利要求13所述的背光源，进一步包含至少三个所述发光二极管，每个具有不同的白点色彩。
20.如权利要求13所述的背光源：
进一步包含划分成多个区域的不同的白点二极管，在每个区域中具有多个分区，每个分区具有不同的白点色彩；和
其中，所选择的发光二极管具有通过从每个区域挑选一个色彩分区被选择的特征。
21.如权利要求13所述的背光源，其中所选择的发光二极管使近场和远场色差最小。
22.如权利要求13所述的背光源，其中所选择的发光二极管通过使距中心点的距离最小而优化所述LED顺序。
23.如权利要求13所述的背光源，其中所选择的发光二极管通过使距移动的黑体曲线的距离最小而优化所述LED顺序。
24.如权利要求13所述的背光源，其中具有不同白点色彩的至少两个所述选择的发光二极管具有已经通过以下被选择的特征：
初始化N个色彩分区的顺序；
然后计算所述N个色彩分区的顺序的所述近场和远场色差；
然后随机地重排列两个所述色彩分区；
然后再次计算所述近场和远场色差；
随后确定再次计算的近场和远场色差是否比所述N个色彩分区的顺序的所述近场和远场色差减小；
然后，如果色差被减小，则接受所述重排列并返回到随机地重排列两个所述色彩分区的步骤；
否则拒绝所述重排列；
然后，基于拒绝所述重排列，确定再次计算的近场和远场色差是否稳定，而如果不是，则返回到再次计算所述近场和远场色差的步骤；
然后确定所述近场和远场色彩是否满足预定规格；
然后，如果近场和远场预定色彩规格得到满足，则输出所述最优的分区顺序，所述近场色彩，和所述远场色彩；和
然后，如果所述近场和远场预定色彩规格未得到满足，则输出对色彩分区的这个范围不存在最优的分区顺序。
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