CN102622960A

CN102622960A - Led显示装置的亮度调节装置、led显示系统及其制作方法

Info

Publication number: CN102622960A
Application number: CN2012100708815A
Authority: CN
Inventors: 张镭; 黄城; 唐德明; 毛剑宏; 韩凤芹
Original assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Current assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-08-01

Abstract

一种LED显示装置的亮度调节装置、LED显示系统及其制作方法。所述LED显示装置包括多组LED和用于为所述LED提供驱动电流的驱动电路，所述LED显示装置的亮度调节装置包括：多个感光器件，分别用于获取每组LED的亮度值；比较器，用于获取每组LED的亮度值与参考值之间的差值；控制器，用于根据所述差值控制所述驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。所述LED显示系统包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，所述感光器件为光电二极管，同时形成所述感光器件和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管。本发明可以简单有效地保证LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

Description

LED显示装置的亮度调节装置、LED显示系统及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED显示装置的亮度调节装置、LED显示系统及其制作方法。

背景技术

随着LED(Light Emitting Diode，发光二极管)技术的迅速发展，LED的性能有了很大的提升，其具有寿命长、光效高、无辐射与低功耗的优点。LED的应用越来越广泛，特别是在大型显示装置中，LED的应用非常普遍。

图1是现有技术一种LED显示装置的示意图，其包括：驱动电路和24个LED，所述LED呈4行×6列的阵列排布，驱动电路分别控制每个LED的开关及电流大小等。所述LED发射光，所述光透射过设置在LED前面的LCD面板(图中未示出)。所述驱动电路提供的驱动电流大小决定LED的亮度，且驱动电流越大，对应的LED越亮。

更多关于LED显示装置的技术请参考公开号为US20110006973A1的美国专利申请。

然而，当LED显示装置工作一段时间后，便会导致其中部分或全部LED的亮度发生变化，多是会变得比较暗，从而影响了整体的显示效果。

为了恢复LED显示装置的显示效果，只能去更换其中亮度发生变化的LED。但是对LED的更换比较复杂，且当LED显示装置比较大时，获取亮度发生变化的LED也很困难。

因此，如何简单有效地保证LED显示装置的亮度均匀性和稳定性就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种LED显示装置的亮度调节装置、LED显示系统及其制作方法，以简单有效地保证LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

为解决上述问题，本发明提供了一种LED显示装置的亮度调节装置，所述LED显示装置包括多组LED和用于为所述LED提供驱动电流的驱动电路，所述亮度调节装置包括：

多个感光器件，分别用于获取每组LED的亮度值；

比较器，用于获取每组LED的亮度值与参考值之间的差值；

控制器，用于根据所述差值控制所述驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。

可选地，所述LED显示装置的亮度调节装置还包括：存储器，连接所述控制器，用于存储所述控制器的控制信息。

可选地，所述参考值的取值范围包括：50mcd(毫坎德拉)-2000mcd。

可选地，所述感光器件包括光电二极管(Photo Diode，PD)或光敏电阻(Photo Resistor，PR)。

可选地，所述每组LED包括呈阵列排布的多个LED，所述感光器件位于所述阵列的中心。

可选地，所述每组LED包括呈2×2阵列排布的四个LED。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种包括上述LED显示装置的亮度调节装置和LED显示装置的LED显示系统。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种上述LED显示系统的制作方法，所述LED显示系统包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，所述感光器件为光电二极管，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成。

可选地，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述NMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述NMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第一类型掺杂区为光电二极管的P结，所述感光器件的第二类型掺杂区为光电二极管的N结。

可选地，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述PMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述PMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第一类型掺杂区为光电二极管的N结，所述感光器件的第二类型掺杂区为光电二极管的P结。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)通过设置感光器件来获得LED显示装置中每组LED的亮度值，进而将获得的每组LED的亮度值与参考值进行比较，根据比较得到的差值去控制LED显示装置中驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。当LED显示装置存在一组LED的亮度发生变化的情况时，就可以及时调整各LED的驱动电流以使每组LED的亮度值与所述参考值相对应，从而简单有效地实现了LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

2)在制作包括亮度调节装置的LED显示系统时，采用光电二极管作为感光器件，由于LED显示系统中包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，因此可以同时形成所述感光器件和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管，从而节省了制作步骤，降低了制作成本。

附图说明

图1是一种现有技术LED显示装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例LED显示装置的亮度调节装置的结构示意图；

图3是本发明LED显示系统的制作方法的一种示意图；

图4是本发明LED显示系统的制作方法的另一种示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有技术中LED显示装置在工作一段时间后，其中LED的亮度会发生变化，从而导致LED显示装置的亮度不稳定和亮度不均匀，最终影响其显示效果。

为克服上述缺陷，本发明提供了一种LED显示装置的亮度调节装置、LED显示系统及其制作方法。通过设置感光器件来获得LED显示装置中每组LED的亮度值，进而将获得的每组LED的亮度值与参考值进行比较，根据比较得到的差值去控制LED显示装置中驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。当LED显示装置存在一组LED的亮度发生变化的情况时，就可以及时调整各LED的驱动电流以使每组LED的亮度值与所述参考值相对应，从而简单有效地实现了LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。在制作包括亮度调节装置的LED显示系统时，采用光电二极管作为感光器件，由于LED显示系统中包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，因此可以同时形成所述感光器件和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管，从而节省了制作步骤和制作成本。

下面结合附图进行详细说明。

本实施例中LED显示装置包括：多组LED和用于为所述LED提供驱动电流的驱动电路，所述驱动电路可以为不同的LED提供不同的驱动电流，从而不同的LED可以具有不同的亮度。

本实施例可以将LED显示装置中的LED分为多个组，通过检测和调节使每组LED的亮度达到要求。每组LED可以包括1个或多个LED，且每组LED中LED的个数可以相同，也可以不同。

本实施例中每组LED可以包括呈阵列排布的多个LED，且各组LED之间也可以呈阵列排布。在本发明的其他实施例中，每组LED还可以以其他结构进行排布。

在以下的实施例中都以LED显示装置包括6组LED且每组LED包括呈2×2阵列排布的4个LED为例进行说明，但其不应限制本发明的保护范围。

参考图2所示，本实施例中所述LED显示装置的亮度调节装置包括：

多个感光器件10，分别用于获取每组LED的亮度值；

比较器12，用于获取每组LED的亮度值与参考值之间的差值；

控制器14，用于根据所述差值控制所述驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。

其中，所述感光器件10可以为光电二极管或光敏电阻，其可以接收对应组LED发射的光，并将接收到的光转换为亮度值。所述亮度可以是发光强度(Luminous Intensity)。

优选地，所述感光器件10可以设置在每组LED的中间位置。本实施例中每组LED包括呈2×2阵列排布的4个LED，所述感光器件10位于4个LED的中心。此时感光器件10与每组LED中的每个LED的距离相同，且与其他组LED中的LED能保持相对较远的距离，从而感光器件10获取的对应组LED的亮度比较准确。在本发明的其他实施例中，所述感光器件10也可以位于每组LED的其他位置。

其中，所述比较器12可以是现有技术中任意一种比较器，其参考值。所述参考值指的是感光器件10获取的亮度值的期望值，其可以预先设定，也可以在后期进行写入，所述参考值的取值范围可以包括：50mcd-2000mcd，如：50mcd、500mcd、1000mcd或2000mcd；也可以将第一次正常使用LED显示装置时感光器件10获取的亮度值作为与其对应的参考值。所述比较器12的输入端可以连接感光器件10的输出端，以获取每组LED的亮度值。所述比较器12将所述参考值与感光器件10获取的对应组LED的亮度值进行减法处理，从而得到两者之间的差值。由于随着工作时间的增长，所述LED的亮度值越来越小，因此每组LED的亮度值一般小于所述参考值。

需要说明的是，所述感光器件10在接收对应组LED发射的光的同时，可能还会接收到其他组LED发射的光，因此感光器件10获取的亮度值中还会包括其他组LED发射光的亮度值，但由于感光器件10获取的主要还是其对应组LED的亮度值，且只要在设置参考值时考虑了上述因素即可。此外，每组LED对应的参考值可以相同，也可以不同，从而可以满足要求每组LED亮度不同的情况。

其中，所述控制器14可以与所述比较器12和驱动电路相连，以接收每组LED的亮度值与参考值之间的差值，还可以接收驱动电路当前为每个LED提供的驱动电流；所述控制器14根据所述差值调节所述驱动电路的驱动电流。如：当所述参考值大于一组LED的亮度值时，则表明该组LED的亮度值需要增大，则驱动电路可以提高该组LED中部分或全部LED的驱动电流；当所述参考值小于一组LED的亮度值时，则驱动电路可以降低该组LED中部分或全部LED的驱动电流；当所述参考值等于一组LED的亮度值时，则驱动电路无需改变对该组LED中每个LED提供的驱动电流。

具体地，所述控制器14可以根据驱动电路当前提供的驱动电流和一组LED的当前亮度值，计算得到该组LED的亮度值为所述参考值时，所述驱动电路所需提供的驱动电流，进而控制器14实现对驱动电路的控制，使得在驱动电路调节后的驱动电流下，该组LED的亮度值为参考值。

为了保证感光器件10发光的均匀性，且为了实现的简单化，本实施例控制器14可以控制驱动电路为每组LED中的每个LED提供相同的电流。

本实施例中所述LED显示装置的亮度调节装置还可以包括：存储器16，连接所述控制器14，用于存储所述控制器14的控制信息。从而在控制器14实现对驱动电路的控制之后，还可以将所述控制器14的控制信息进行存储。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可以不包括存储器。另外也可以将比较器12的参考值写入存储器16，后期可以进行擦写。

本实施例保证了六组LED的亮度均达到各自对应的参考值，实现了整个LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

上述实施例中要求每组LED的亮度值等于其对应的参考值。在其他实施例中，还可以再设置一个偏差，当每组LED的亮度值与对应的参考值之间差值的绝对值大于或等于所述偏差时，才对驱动电路提供的驱动电流进行调整，此时也可以基本保证LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

本实施例提供的LED显示装置的亮度调节装置的工作过程为：

1)分别为每组LED设置参考值；

2)采用感光器件10获取每组LED的亮度值，并将该亮度值发送给比较器12；

3)采用比较器12获取每组LED的亮度值与对应的参考值之间的差值，并将该差值发送给控制器14；

4)控制器14接收所述差值，并接收驱动电路对每个LED当前提供的驱动电流，根据所述差值和驱动电流计算得到每组LED中各LED与所述参考值对应的驱动电流，调整驱动电路的驱动电流，使每组LED的亮度值与所述参考值相对应。

当LED显示装置存在一组LED的亮度发生变化的情况时，就可以及时调整该组LED的驱动电流，从而简单有效地实现了LED显示装置的亮度均匀性和稳定性。

相应地，本发明还提供了一种LED显示系统，包括：LED显示装置和上述的LED显示装置的亮度调节装置。

其中，所述LED显示装置的驱动电路中可以包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，所述亮度调节装置中的比较器、控制器或存储器中也可以包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，从而所述LED显示系统包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管。所述驱动电路、比较器、控制器和存储器的具体结构对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。

相应地，本发明还提供了一种上述LED显示系统的制作方法，所述LED显示系统包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，所述感光器件可以为光电二极管。由于光电二极管包括P型掺杂区(即P结)和N型掺杂区(即N结)，而NMOS管中的源/漏区和沟道区域也分别为N型掺杂区和P型掺杂区，PMOS晶体管的源/漏区和沟道区域分别为P型掺杂区和N型掺杂区，从而可以同时形成所述感光器件和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管，最终节省了制作步骤，降低了生产成本。

作为一个具体例子，参考图3所示，可以同时形成所述感光器件和所述NMOS晶体管，即：在衬底中的第一区域进行P型离子注入，以形成NMOS晶体管的沟道区域21，在同一步工艺中在衬底中的第二区域进行P型离子注入形成感光器件的第一类型掺杂区，即光电二极管的P结31；在衬底中的第一区域进行N型离子注入，形成NMOS晶体管的源/漏区23，在同一步工艺中在衬底中的第二区域进行N型离子注入形成感光器件的第二类型掺杂区，即光电二极管的N结33。

作为另一个具体例子，参考图4所示，可以同时形成所述感光器件和所述PMOS晶体管，即：在衬底中的第一区域进行N型离子注入，以形成PMOS晶体管的沟道区域41，在同一步工艺中在衬底中的第二区域进行N型离子注入形成感光器件的第一类型掺杂区，即光电二极管的N结33，在衬底中的第一区域进行P型离子注入，形成PMOS晶体管的源/漏区43，在同一步工艺中在衬底中的第二区域进行P型离子注入形成感光器件的第二类型掺杂区，即光电二极管的P结31。

其中，PMOS晶体管或NMOS晶体管的具体制作工艺以及光电二极管的具体制作工艺对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种LED显示装置的亮度调节装置，所述LED显示装置包括多组LED和用于为所述LED提供驱动电流的驱动电路，其特征在于，所述亮度调节装置包括：

多个感光器件，分别用于获取每组LED的亮度值；

比较器，用于获取每组LED的亮度值与参考值之间的差值；

2.如权利要求1所述的LED显示装置的亮度调节装置，其特征在于，还包括：存储器，连接所述控制器，用于存储所述控制器的控制信息。

3.如权利要求1所述的LED显示装置的亮度调节装置，其特征在于，所述参考值的取值范围包括：50mcd～2000mcd。

4.如权利要求1所述的LED显示装置的亮度调节装置，其特征在于，所述感光器件包括光电二极管或光敏电阻。

5.如权利要求1所述的LED显示装置的亮度调节装置，其特征在于，所述每组LED包括呈阵列排布的多个LED，所述感光器件位于所述阵列的中心。

6.如权利要求5所述的LED显示装置的亮度调节装置，其特征在于，所述每组LED包括呈2×2阵列排布的四个LED。

7.一种LED显示系统，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的LED显示装置的亮度调节装置和LED显示装置。

8.一种如权利要求7所述的LED显示系统的制作方法，其特征在于，所述LED显示系统包括NMOS晶体管或/和PMOS晶体管，所述感光器件为光电二极管，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述NMOS晶体管或PMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成。

9.如权利要求8所述的LED显示系统的制作方法，其特征在于，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述NMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述NMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第一类型掺杂区为光电二极管的P结，所述感光器件的第二类型掺杂区为光电二极管的N结。

10.如权利要求8所述的LED显示系统的制作方法，其特征在于，所述感光器件的第一类型掺杂区和所述PMOS晶体管的沟道区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第二类型掺杂区和所述PMOS晶体管的源/漏区在同一步工艺中形成，所述感光器件的第一类型掺杂区为光电二极管的N结，所述感光器件的第二类型掺杂区为光电二极管的P结。