CN103945588A

CN103945588A - 一种大面积oled模组均匀调光方法

Info

Publication number: CN103945588A
Application number: CN201410197658.6A
Authority: CN
Inventors: 徐胜; 郭太良; 叶芸; 李福山; 林金堂; 林志贤; 姚剑敏
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Guangdong Juhua Printing Display Technology Co Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: CN103945588B

Abstract

本发明涉及一种大面积OLED模组均匀调光方法，提供一电源管理模块和一脉冲幅度调制模块用以控制一OLED模组；所述OLED模组由复数个OLED光源组成，所述OLED光源包括一OLED发光屏、一OLED驱动IC和一传感模块，所述传感模块检测所述OLED光源的色温及亮度，并将采集后的反馈信号传至所述电源管理模块和脉冲幅度调制模块。本发明从三基色白光OLED光源的电源管理和RGB三基色亮度系数配比调节两方面着手，提高OLED模组发光的均匀性，实现对大面积OLED光源的色温及亮度进行均匀调控，有利于实现OLED照明的大面积化。

Description

一种大面积OLED模组均匀调光方法

技术领域

本发明涉及OLED调光技术，尤其是一种大面积OLED模组均匀调光方法。

背景技术

OLED作为一种新型平面光源,具备高发光效率,适用于大面积面光源,开关速度快,而且针对不同地区的用户,能调整其颜色符合各种色温需求,其色再现指数接近100,能模仿出大多数白光或阳光色。其次,OLED照明可以做到材质柔软、易于裁切、造型轻薄,及低驱动电压等特性,相当符合当前流行的绿色环保要求。

OLED照明作为半导体照明技术之一，与传统光源相比，具有节能(发光效率高)、环保(无汞和紫外线)、轻薄(面发光、散热简便)、易调光调色、可制成柔性、显色指数高、低压驱动等优势，因此，研究和开发OLED照明技术给我国照明产业发展提供了难得的机会,对我国节能减排、保护环境,带动传统产业升级,促进国民经济发展将起到巨大的推动作用。但是OLED应用于照明领域尚处于实验阶段，目前工艺上还很难实现OLED光源的大面积化及发光的均匀性和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种大面积OLED模组均匀调光方法。

本发明采用以下方案实现：一种大面积OLED模组均匀调光方法，其特征在于：提供一电源管理模块和一脉冲幅度调制模块用以控制一OLED模组；

所述OLED模组由复数个OLED光源组成，所述OLED光源包括一OLED发光屏、一OLED驱动IC和一传感模块，所述传感模块检测所述OLED光源的色温及亮度，并将采集后的反馈信号传至所述电源管理模块和脉冲幅度调制模块；

所述电源管理模块通过比较亮度实测值与理论值，产生相应的校正信号，然后调节所述OLED模组的工作电压，实现对所述OLED模组亮度的粗调，从而减小亮度的偏差；

所述脉冲幅度调制模块通过比较亮度及色温实测值与理论值，产生相应的校正信号，通过改变RGB三基色亮度系数配比，实现对所述OLED光源色温的连续调控，从而实现对OLED模组亮度的进一步细调。

在本发明一实施例中，所述传感模块包括色温及亮度敏感元件、信号放大处理器、模数转换器和阈值判别单元，所述色温及亮度敏感元件用于检测所述OLED光源的色温及亮度信号，然后通过所述信号放大处理器对采集到的信号进行放大，所述模数转换器将放大的信号进行模数转化，最后将转化后的色温及亮度数字信号传给所述阈值判别单元，所述阈值判别单元将该色温及亮度数字信号转化为对应的灰度值，并通过与预设的阈值进行比较，从而决定是否响应该信号。

在本发明一实施例中，所述电源管理模块包括AC-DC变换单元、DC-DC转换单元和亮度粗调电路单元，其中，所述亮度粗调电路单元由处理器和数字电位器组成，所述处理器通过对所述传感模块采集到的亮度信号进行处理，然后比较亮度理论值与实际值，对于产生的偏差，通过调节所述数字电位器改变所述OLED模组的供电电压，从而改变所述OLED模组的亮度；所述AC-DC变换单元用于为所述亮度粗调电路单元供电，而所述DC-DC转换单元对各个并联的OLED光源起到隔离作用。

在本发明一实施例中，所述脉冲幅度调制模块包括控制处理器和三态缓冲器，所述控制处理器通过对所述传感模块采集到的亮度及色温信号与理论值进行比较，对于产生的偏差，通过调节RGB三基色亮度系数配比及大小的方法实现对所述OLED模组的亮度细调以及色温均匀性调控，对于各个并联的OLED光源，所述三态缓冲器用于增强所述控制处理器输出的信号的强度，从而加大所述控制处理器的带载能力。

本发明从三基色白光OLED光源的电源管理和RGB三基色亮度系数配比调节两方面着手，通过自动调节电源电压的大小和RGB三基色的亮度系数，提高OLED模组发光的均匀性，实现对大面积OLED光源的色温及亮度进行均匀调控，有利于实现OLED照明的大面积化。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2a-2b是本发明OLED模组RGB三基色灰度调制电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种大面积OLED模组均匀调光方法，提供一电源管理模块和一脉冲幅度调制模块用以控制一OLED模组；

所述OLED模组由复数个OLED光源组成，所述复数个OLED光源的电源及数据线采用并联方式连接，所述OLED光源包括一OLED发光屏、一OLED驱动IC和一传感模块，所述OLED驱动IC用于驱动所述OLED发光屏，所述传感模块检测所述OLED光源的色温及亮度，并将采集并处理(例如信号格式调整等常规处理手段)后的反馈信号传至所述电源管理模块和脉冲幅度调制模块；

所述电源管理模块通过比较亮度实测值(即所述的反馈信号)与理论值，产生相应的校正信号，然后调节所述OLED模组的工作电压，实现对所述OLED模组亮度的粗调，从而减小亮度的偏差；

所述脉冲幅度调制模块通过比较亮度及色温实测值(即所述的反馈信号)与理论值，产生相应的校正信号，通过改变RGB三基色亮度系数配比，实现对所述OLED光源色温的连续调控，从而实现对OLED模组亮度的进一步细调。

优选的，所述传感模块包括色温及亮度敏感元件、信号放大处理器、模数转换器和阈值判别单元，所述色温及亮度敏感元件用于检测所述OLED光源的色温及亮度信号，然后通过所述信号放大处理器对采集到的信号进行放大，所述模数转换器将放大的信号进行模数转化，最后将转化后的色温及亮度数字信号传给所述阈值判别单元，所述阈值判别单元将该色温及亮度数字信号转化为对应的灰度值，并通过与预设的阈值进行比较，从而决定是否响应该信号，高于该阈值则响应，否则不响应。

所述电源管理模块包括AC-DC变换单元、DC-DC转换单元和亮度粗调电路单元，其中，所述亮度粗调电路单元由处理器和数字电位器组成，所述处理器通过对所述传感模块采集到的亮度信号进行处理，然后比较亮度理论值与实际值，对于产生的偏差，通过调节所述数字电位器改变所述OLED模组的供电电压，从而改变所述OLED模组的亮度；所述AC-DC变换单元用于为所述亮度粗调电路单元供电，而所述DC-DC转换单元对各个并联的OLED光源起到隔离作用，避免它们之间因负载、工艺制作差异相互影响。

所述脉冲幅度调制模块包括控制处理器和三态缓冲器，所述控制处理器通过对所述传感模块采集到的亮度及色温信号与理论值进行比较，对于产生的偏差，通过调节RGB三基色亮度系数配比及大小的方法实现对所述OLED模组的亮度细调以及色温均匀性调控，即通过改变三基色亮度系数的配比来改变色温，而在配比不变的情况下，同比例增大或减小单基色亮度系数的大小，实现亮度的连续调控。对于各个并联的OLED光源，所述三态缓冲器用于增强所述控制处理器输出的信号的强度，从而加大所述控制处理器的带载能力。

本发明根据RGB三基色混合光原理，通过改变红、绿、蓝三基色亮度系数的配比及大小来改变OLED光源的色温及亮度。所述的三基色亮度系数与光源色温及亮度的关系，其推导公式如下所示：

设需要配的白光OLED光源色坐标为(x_w,y_w)，红、绿、蓝三基色的色坐标分别为(x_r,y_r)、(x_g,y_g)、(x_b,y_b)，其中，CIE色坐标属三维(x,y,z)空间坐标，并且满足x+y+z＝1，因此1931-CIE规定采用(x,y)坐标表示色坐标即可。相应的三刺激值分别为(X_w,Y_w,Z_w)、(X_r,Y_r,Z_r)、(X_g,Y_g,Z_g)、(X_b,Y_b,Z_b)，对应的亮度分别为L_w、L_r、L_g、L_b。则根据色度学中1931-CIE标准和格拉斯曼混合定律：

\{\begin{matrix} x_{w} = \frac{X_{w}}{X_{w} + Y_{w} + Z_{w}} \\ y_{w} = \frac{Y_{w}}{X_{w} + Y_{w} + Z_{w}} \\ z_{w} = \frac{Z_{w}}{X_{w} + Y_{w} + Z_{w}} \end{matrix} - - - (1);

\{\begin{matrix} X_{w} = X_{r} + X_{g} + X_{b} \\ Y_{w} = Y_{r} + Y_{g} + Y_{b} \\ Z_{w} = Z_{r} + Z_{g} + Z_{b} \end{matrix} - - - (2);

又1931-CIE标准中规定光源亮度只与Y有关即：Y_w＝L_w＝L_r+L_g+L_b，L为光源亮度，则根据公式(2)，光源的三刺激值可用色度与亮度表示：

\{\begin{matrix} X_{r} = \frac{x_{r}}{y_{r}} L_{r}, Y_{r} = L_{r}, Z_{r} = \frac{z_{r}}{y_{r}} L_{r} \\ X_{g} = \frac{x_{g}}{y_{g}} L_{g}, Y_{g} = L_{g}, Z_{g} = \frac{z_{g}}{y_{g}} L_{g} \\ X_{b} = \frac{x_{b}}{y_{b}} L_{b}, Y_{b} = L_{b}, Z_{b} = \frac{z_{b}}{y_{b}} L_{b} \\ X_{w} = \frac{x_{w}}{y_{w}} L_{w}, Y_{w} = L_{w}, Z_{w} = \frac{z_{w}}{y_{w}} L_{w} \end{matrix} - - - (3);

根据公式(1)～(3)，混合色的色坐标可表示为：

\{\begin{matrix} x_{w} = \frac{\frac{L_{r} \cdot x_{r}}{y_{r}} + \frac{L_{g} \cdot x_{g}}{y_{g}} + \frac{L_{b} \cdot x_{b}}{y_{b}}}{\frac{L_{r}}{y_{r}} + \frac{L_{g}}{y_{g}} + \frac{L_{b}}{y_{b}}} \\ y_{w} = \frac{1}{\frac{L_{r}}{L_{w} \cdot y_{r}} + \frac{L_{g}}{L_{w} \cdot y_{g}} + \frac{L_{b}}{L_{w} \cdot y_{b}}} \end{matrix} - - - (4);

令Tr、Tg、Tb为红绿蓝三基色的亮度系数，则可得：

\{\begin{matrix} x_{w} = \frac{\frac{T_{r} \cdot x_{r}}{y_{r}} + \frac{T_{g} \cdot x_{g}}{y_{g}} + \frac{T_{b} \cdot x_{b}}{y_{b}}}{\frac{T_{r}}{y_{r}} + \frac{T_{g}}{y_{g}} + \frac{T_{b}}{y_{b}}} \\ y_{w} = \frac{1}{\frac{T_{r}}{y_{r}} + \frac{T_{g}}{y_{g}} + \frac{T_{b}}{y_{b}}} \end{matrix} - - - (5);

所以，本发明中通过建立色温及亮度与亮度系数的关系，可以可通过改变红、绿、蓝三基色亮度系数的配比及大小来改变OLED光源的色温及亮度。

同时，本发明采用脉冲幅度调制(PAM)方式，通过改变OLED驱动数据信号的灰度值，得到对应三基色亮度系数，其具体电路如图2a所示，工作原理为：控制处理器产生OLED模组工作所需的控制信号和数据信号，经三态缓冲器后，将增强的信号传给OLED驱动IC，实现对OLED光源色温及亮度的调节。其中，控制信号CSn和ENn分别代表OLED光源的片选信号、使能信号，如图2b所示，采用行列扫描方式，ARM处理器通过CSn和ENn信号实现对各个色块运行状态的控制；产生的数据信号中R/G/B基色占比为1:1:1，变化范围为0x000000-0xFFFFFF，即单基色具有256个灰度等级，由于当R/G/B三基色的亮度系数不变时，OLED光源色温就不变，因此，对于某一色温，OLED模组具有256个亮度级别。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大面积OLED模组均匀调光方法，其特征在于：提供一电源管理模块和一脉冲幅度调制模块用以控制一OLED模组；

2.根据权利要求1所述的一种大面积OLED模组均匀调光方法，其特征在于：所述传感模块包括色温及亮度敏感元件、信号放大处理器、模数转换器和阈值判别单元，所述色温及亮度敏感元件用于检测所述OLED光源的色温及亮度信号，然后通过所述信号放大处理器对采集到的信号进行放大，所述模数转换器将放大的信号进行模数转化，最后将转化后的色温及亮度数字信号传给所述阈值判别单元，所述阈值判别单元将该色温及亮度数字信号转化为对应的灰度值，并通过与预设的阈值进行比较，从而决定是否响应该信号。

3.根据权利要求1所述的一种大面积OLED模组均匀调光方法，其特征在于：所述电源管理模块包括AC-DC变换单元、DC-DC转换单元和亮度粗调电路单元，其中，所述亮度粗调电路单元由处理器和数字电位器组成，所述处理器通过对所述传感模块采集到的亮度信号进行处理，然后比较亮度理论值与实际值，对于产生的偏差，通过调节所述数字电位器改变所述OLED模组的供电电压，从而改变所述OLED模组的亮度；所述AC-DC变换单元用于为所述亮度粗调电路单元供电，而所述DC-DC转换单元对各个并联的OLED光源起到隔离作用。

4.根据权利要求1所述的一种大面积OLED模组均匀调光方法，其特征在于：所述脉冲幅度调制模块包括控制处理器和三态缓冲器，所述控制处理器通过对所述传感模块采集到的亮度及色温信号与理论值进行比较，对于产生的偏差，通过调节RGB三基色亮度系数配比及大小的方法实现对所述OLED模组的亮度细调以及色温均匀性调控，对于各个并联的OLED光源，所述三态缓冲器用于增强所述控制处理器输出的信号的强度，从而加大所述控制处理器的带载能力。