CN106328070B - OLED模组Gamma调校方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种OLED模组Gamma调校方法及装置，该装置包括PC、控制器、图像发生器和光学测试仪，该方法包括根据最高灰阶W255的亮度值和最低灰阶W0的亮度值得到目标绑点的理论亮度值，确定所述目标绑点的亮度目标值和色坐标目标值；调节R、G寄存器值，使目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内；调节R、G、B寄存器值，使目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内。本发明能够对绑定IC后的OLED模组成品进行亮度和坐标的调节，使得亮度满足Gamma 2.2曲线，色温符合CIE 1931标准，并固化调节后的寄存器到OLED模组IC的EEProm中，使得OLED模组点亮即呈现最符合人眼视觉曲线及特定色温的显示效果。

Description

OLED模组Gamma调校方法及装置
技术领域
本发明属于液晶显示领域，具体涉及一种OLED模组Gamma调校方法及装置。
背景技术
OLED被视为继LCD、PDP之后发展潜力最大的新型平板显示技术。中国作为全球电子产品制造大国和消费大国，也被看做是目前全球最大的OLED应用市场。随着消费电子产品终端需求的不断增加，市场对OLED面板需求将迅速增长。随着OLED相关技术的发展和国内外在建产能的增加，OLED产品的市场迅速扩大，OLED应用非常广，包括电视、智能手机、智能穿戴、VR、汽车显示、汽车照明灯等。目前智能手机领域OLED渗透率15％，智能穿戴，智能手环，目前中高端智能手表几乎全部采用AMOLED显示屏。
OLED具有自发光、清晰亮丽、轻薄、响应速度快、视角宽、低功耗、适用温度范围大、成本低、制造工艺简单等特点。此外，OLED作为平面光源，无论是在结构上还是在光源质量、产品特色等方面都具有传统LED照明无法企及的优势。
直觉上，我们会认为明暗的表示应该等间距地对应相应的亮度，实际上人眼对较黑暗的环境下亮度的敏感程度比在光亮环境中高出许多，研究发现人眼的感觉近似正比与亮度的(1/γ)次方，这种人眼感觉与亮度之间的关系曲线称为γ(gamma)曲线。为了更好地使得OLED模组显示效果更符合人眼视觉曲线，就需要对模组做伽玛校正(Gamma tuning)。
色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，体现在OLED产品所显示的颜色特性。把标准黑体加热，温度升高到一定程度时该黑体颜色开始深红-浅红-橙黄-白-蓝逐渐改变。一般选择色温为6500K或9300K的基准白作为模组的白场，6500K所对应的色度坐标为x＝0.312,y＝0.329。为了使得OLED模组白场呈现统一的色温，需对模组绑定的IC各绑点进行色温调节。
目前，目前国内外检测设备厂商开发的Gamma tuning装置和方法主要针对LCD屏，且普遍存在调节速度慢、调节效果欠佳的问题，影响OLED模组厂商批量生产的效率和产品质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效、稳定地调节模组的OLED模组Gamma调校方法及装置，解决问题的同时，具备可量化的两个特性：一是调节时间，即PG与产品一对一方式，完成伽马调节的时间(15个绑点为单位)；二是灰阶亮度及坐标的通过率，即色坐标最大误差为±0.005、亮度误差为±2％的条件下，全255灰阶色坐标和亮度的通过率。
为实现上述目的，本发明所设计的OLED模组Gamma调校方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
1)根据最高灰阶W255的亮度值和最低灰阶W0的亮度值得到目标绑点的理论亮度值，并根据所述理论亮度值确定所述目标绑点的亮度目标值和色坐标目标值；
2)输入一RGB寄存器初始值，得到所述目标绑点的色坐标，对所述目标绑点的R、G寄存器值进行调节，使所述目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内；
3)获取所述目标绑点的亮度值，对所述目标绑点的R、G、B寄存器值进行调节，使所述目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内。
优选地，还包括如下步骤：
4)获取所述目标绑点的亮度值和色坐标，对所述目标绑点的R、G、B寄存器值进行调节，使所述目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内，使所述目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内。
优选地，还包括如下步骤：
5)回读所有目标绑点的亮度值和色坐标，并根据回读结果做绑点调节直至所有目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内，所有目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内。
优选地，所述步骤1)中根据最高灰阶W255的亮度值和最低灰阶W0的亮度值得到目标绑点的理论亮度值中理论亮度值LnTheoryLv的计算公式为：
LnTheoryLv＝(n/MaxGray)GammaExponent*(MaxGrayLv-MinGrayLv)+MinGrayLv
其中，LnTheoryLv为目标绑点n的理论亮度值；MaxGray为最高灰阶；GammaExponent为Gamma指数；MaxGrayLv为最高灰阶对应的亮度值；MinGrayLv为最低灰阶对应的亮度值，n为0～最高灰阶之内的自然数。
优选地，所述步骤1)之前还包括调节白平衡的步骤。
优选地，所述调节白平衡的具体步骤包括：
a)获取最高灰阶W255和最低灰阶W0的R、G、B寄存器初始值，写入OLED模组(5)的IC对应的寄存器地址；
b)采集OLED模组(5)当前状态下最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值；
c)通过同时调节R、G、B寄存器值使得最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值落在目标值的误差范围内；
d)将最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值分别确定为最高灰阶W255的亮度值MaxGrayLv和最低灰阶W0的亮度值MinGrayLv。
优选地，所述调节白平衡步骤之前还包括光学测试仪配置和Gamma完整配置的步骤。
优选地，所述亮度目标值的误差范围为±2％，所述色坐标目标值的误差范围为±0.005。
一种用于上述OLED模组Gamma调校方法的装置，其特殊之处在于，包括PC、控制器、图像发生器和光学测试仪，所述PC与控制器连接，所述控制器分别与图像发生器和光学测试仪连接，所述图像发生器和光学测试仪均与OLED模组连接；
所述PC用于向控制器发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；
所述控制器用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数以及光学测试仪采集的亮度值和色坐标的当前值，确定最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度目标值、所有目标绑点的亮度值和色坐标，并控制图像发生器调节OLED模组的IC中的寄存器值，使得最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度当前值、所有目标绑点的亮度值和色坐标当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器执行OTP烧录；
所述图像发生器用于根据控制器的控制指令调节OLED模组的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组的IC中；
所述光学测试仪用于根据控制器的控制指令采集OLED模组显示的目标绑点的亮度值和色坐标当前值。
进一步地，所述控制器与图像发生器通过RJ-45接口连接，所述控制器与光学测试仪通过串口连接。
本发明提供一种高效、稳定地调节OLED模组Gamma的方法及装置。本发明的优点包括：调节效率高；灰阶亮度及色度的通过率高；支持对调节结果数据做图形化方式归一化绘制曲线；支持手动调试和读写烧录模组；支持以Excel表格形式记录调节过程及结果，以方便做批量数据统计。实验结果表明，本装置具有调节速度快、色坐标亮度通过率高的特性。
附图说明
图1为本发明OLED模组Gamma调校方法的装置的结构框图。
图2为手动调试和读写烧录设置界面。
图3为调节10块OLED模组的实验数据。
图4为生成的调节过程和结果Excel表格。
其中：PC1，控制器2，图像发生器3，光学测试仪4，OLED模组5。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明OLED模组Gamma调校方法的装置如图1所示，包括PC1、控制器2、图像发生器3和光学测试仪4，PC1与控制器2连接，控制器2通过RJ-45接口与图像发生器3连接，并通过串口与光学测试仪4连接，图像发生器3和光学测试仪4均与OLED模组5连接。
PC1用于向控制器2发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数。控制器2用于根据光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数以及光学测试仪4采集的亮度值Lv和坐标x、y的当前值，确定最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度目标值、所有目标绑点的亮度值Lv和色坐标x、y目标值，并控制图像发生器3调节OLED模组5的IC中的寄存器值，使得最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度当前值、所有目标绑点的亮度值Lv和色坐标x、y的当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器3执行OTP烧录。图像发生器3用于根据控制器2的控制指令调节OLED模组5的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组5的IC中。光学测试仪4用于根据控制器2的控制指令采集OLED模组5显示的亮度值Lv和色坐标x、y的当前值。
本发明OLED模组Gamma调校方法，包括如下步骤：
1)光学测试仪配置和Gamma完整配置。
控制器2从PC1获取光学测试仪4配置参数，对光学测试仪4进行常规配置、校准及基本功能测试，具体包括：
●设备ID：按系统配置里的串口号来排列
●连接状态：表示光学测试仪4连接是否成功，界面显示OK/NG
●校零：点击按钮，设备自动校零，并回复结果
●显示模式：光学测试仪4工作模式切换
●内存通道：D100通道号
●连接探头位置：光学测试仪4所接探头的数量及位置
●测量探头选择：选择通讯测试用的探头
●测量：点击MES按钮，测量数据并显示
控制器2从PC1获取Gamma完整配置参数，进行Gamma基本配置、Gamma调节配置、白平衡调节配置、OTP配置和IC配置，具体包括：
●Gamma基本配置
配置Gamma指数，满足γ在2.0～2.6区间。不同的Gamma指数，调节完成后屏显示的效果与设定值相符合；
配置Gamma调节模式，W调节(白平衡)或者RGB调节；
配置寄存器初值处理，勾选后，对于相同Gamma测试文件名，每次Gamma调节成功的数据会经过处理记录到寄存器初值中。
●Gamma调节配置
配置坐标x、y目标值，Gamma调节以该值为目标值来调节，调节完成后，回读绑点色坐标需在该值误差范围内；坐标x、y目标值的误差范围为±0.005。
配置Gamma超时时间，调节时间最大值，在范围内未找到合适的寄存器值时，表示Gamma调节失败。
●白平衡调节配置
配置白平衡使能，不使能，则不进入白平衡调节；普通模式，则调节一次白平衡；多次白平衡模式，则调节多次白平衡。
配置WB亮度，即最高目标亮度，调节白平衡后判断W255亮度Lv是否在目标值的误差范围内，亮度Lv目标值的误差范围为±2％。
●OTP配置
选择OLED模组5的IC类型，配置是否勾选OTP继续。勾选后，调节NG时弹框，是否继续进行OTP烧录，调节OK时直接烧录。
●IC配置
根据IC使用手册，确定OLED模组5的IC支持的绑点数及寄存器地址，按照绑点由高到低的顺序，配置各绑点及对应的寄存器地址。
上述配置完成后，控制器2对Gamma完整配置进行解析，做相应的初始化。按下启动按键，然后自动进行Gamma调节。
2)调节白平衡确定最高灰阶W255的亮度值MaxGrayLv和最低灰阶W0的亮度值MinGrayLv。
21)控制器2从PC1获取最高灰阶W255和最低灰阶W0的R、G、B寄存器初始值，并控制图像发生器3写入OLED模组5的IC对应的寄存器地址；
22)控制器2控制光学测试仪4采集OLED模组5当前状态下最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值；
23)控制器2控制光学测试仪4通过同时调节R、G、B寄存器值使得最高灰阶W255的亮度当前值落在目标值的误差范围内；
24)将最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值分别确定为最高灰阶W255的亮度值MaxGrayLv和最低灰阶W0的亮度值MinGrayLv。
3)根据最高灰阶W255的亮度值MaxGrayLv和最低灰阶W0的亮度值MinGrayLv，计算绑点的理论亮度值LnTheoryLv，确定每个目标绑点的亮度值Lv和色坐标x、y的目标值。
目标绑点是根据OLED模组5确定的，可根据IC使用手册，查到OLED模组5的IC支持的每个绑点、寄存器地址，最高灰阶W255和最低灰阶W0为固定绑点，其他绑点为中间绑点，用n表示，n为0～最高灰阶之内的自然数，如最高灰阶为255，则n为0～255中任一自然数。
计算目标绑点的理论亮度值LnTheoryLv的公式为：
LnTheoryLv＝(n/MaxGray)GammaExponent*(MaxGrayLv-MinGrayLv)+MinGrayLv
其中，LnTheoryLv为目标绑点n的理论亮度值；MaxGray为最高灰阶；GammaExponent为Gamma指数；MaxGrayLv为最高灰阶对应的亮度；MinGrayLv为最低灰阶对应的亮度。
如Gamma指数为2.2，MaxGray为255，则上式可写作：
LnTheoryLv＝(n/255)2.2*(MaxGrayLv-MinGrayLv)+MinGrayLv
4)控制器2从PC1的上层配置中获取经过优化的目标绑点的R、G、B寄存器初始值，控制器2控制图像发生器3写入OLED模组5的IC对应的寄存器地址，Sleep一定时间(根据OLED模组5的特性有不同时间)后，访问光学测试仪4。
光学测试仪4采集OLED模组5当前状态下目标绑点的色坐标x、y并发送至控制器2。色坐标x、y如表1所示。控制器2比较色坐标x、y与目标值，根据IC特性所反映的R、G寄存器值与x、y的正负相关性，同时调节R、G寄存器值，获取色坐标x、y，循环进行，直至色坐标x、y落在色坐标目标值的误差范围内，即±0.005。完成色坐标调节后的色坐标值如表2所示。
表1
Reg_r Reg_g Reg_b Lv theory Lv X Y
559 5A7 6AD 350.000000 330.700012 0.300500 0.315700
表2
Reg_r Reg_g Reg_b Lv theory Lv X Y
560 5B2 6AD 350.000000 335.899994 0.301700 0.325500
563 5B7 6AD 350.000000 338.000000 0.303700 0.326700
566 5c3 6AD 350.000000 339.600006 0.309700 0.329000
5)在完成色坐标的调节后，光学测试仪4采集OLED模组5当前状态下目标绑点的亮度值Lv的当前值并发送至控制器2，控制器2比较亮度Lv的当前值与目标值，根据IC特性所反映的R、G、B寄存器值与Lv的正负相关性，同时调节R、G、B寄存器值，获取亮度Lv的当前值，循环进行，直至亮度Lv的当前值落在目标值的误差范围内，即±2％。完成亮度Lv调节后采集的当前值如表3所示。
表3
Reg_r Reg_g Reg_b Lv theory Lv X Y
570 5c5 6AD 350.000000 345.899994 0.307700 0.33800
573 5c7 6AD 350.000000 348.000000 0.306700 0.335700
6)在完成亮度值调节后，进行色坐标x、y、亮度Lv微调。光学测试仪4采集OLED模组5当前状态下目标绑点的色坐标x、y、亮度Lv的当前值，在满足亮度Lv调节目标的前提下，如果色坐标x、y存在超出误差范围的情况，则比较亮度Lv、色坐标x、y的当前值与目标值，根据IC特性所反映的R、G、B寄存器值与Lv的正负相关性，同时调节R、G、B寄存器值，获取亮度Lv的当前值，循环进行，直至同时调节R、G、B寄存器值，使得色坐标x、y的当前值和亮度Lv、色坐标x、y的当前值都落在目标值的误差范围内。完成色坐标x、y、亮度Lv微调后采集的当前值如表4所示。
表4
Reg_r Reg_g Reg_b Lv theory Lv X Y
575 5c3 6AD 350.000000 349.899994 0.309700 0.328500
576 5c5 6AD 350.000000 351.000000 0.310000 0.329700
至此，一个目标绑点的Gamma调节完成。对每个目标绑点循环步骤4)～6)，完成对每个目标绑点进行Gamma调节。
7)回读所有绑点的亮度Lv和色坐标x、y的当前值，并根据回读结果做绑点调节直至所有绑点的亮度Lv和色坐标x、y的当前值落在目标值的误差范围内。
绑点调节的步骤同步骤4)～6)，不再赘述。
控制器2可生成Excel报表，记录调节前后的亮度Lv、色坐标x、y及对应的曲线，OK/NG信息，Gamma寄存器所烧录的参数等。控制器2可判断产品调节后是否符合设定规格，并在产品上面显示NG信息。调节前后的R/G/B/W灰阶对应亮度Lv生成Gamma曲线，并进行吻合度对比。
8)执行OTP烧录，将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组5的IC中。
控制器2Check结果OK后，控制器2通过控制图像发生器3将调节后的R、G、B寄存器值固化到OLED模组5的IC的EEProm中。
调节方式方面，本发明支持R/G/B/W灰阶的全部或单独进行亮度、色坐标测量和调节。本发明支持手动调试和读写烧录OLED模组5，设置界面如图2所示。
软件特性方面，本发明支持平台化的特性，即保持最大的灵活性，校正系数全部可配置，IC参数全部可配置；保持最大的可移植性，一次开发，兼容公司所有主流图像发生器3设备；保持最大的开放性，新IC的支持面向用户，仅需升级脚本及配置文件。
系统架构方面，本发明支持调节并行性，即理论支持1：n的并行调节，支持任意的PC+PG+光学仪器(探头)组网方式，一个PC1端控制任意多块模组同时调节。
本发明通过图像发生器3与OLED模组5一对一方式，完成伽马调节的时间(15个绑点为单位)。实验环境为1台图像发生器3设备提供1个通道，1台光学测试仪4提供1个探头，OLED模组5为HD RM67120，26个目标绑点全部调节，做1：1Gamma tuning，调节过程如表5所示。
表5
调节次数 调节时间(s) Check时间(s)
1 30.3 4.9
2 30.5 5.4
3 30.0 4.8
AVG 30.3 5
统计完整调节10块OLED模组5的实验数据如图3所示，Lv通过率达到97.8％，x通过率达到97.7％，y通过率达到98.2％。
本发明支持以Excel表格形式记录调节过程及结果，以方便做批量数据统计。从PC1导出的实验结构Excel表格如图4所示。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种OLED模组Gamma调校方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)根据最高灰阶W255的亮度值和最低灰阶W0的亮度值得到目标绑点的理论亮度值，并根据所述理论亮度值确定所述目标绑点的亮度目标值和色坐标目标值；目标绑点是根据OLED模组(5)确定的，根据IC使用手册，查到OLED模组(5)的IC支持的每个绑点、寄存器地址；
2)输入一RGB寄存器初始值，得到所述目标绑点的色坐标，对所述目标绑点的R、G寄存器值进行调节，使所述目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内；
3)获取所述目标绑点的亮度值，对所述目标绑点的R、G、B寄存器值进行调节，使所述目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内；
所述步骤1)之前还包括调节白平衡的步骤，具体步骤包括：
a)获取最高灰阶W255和最低灰阶W0的R、G、B寄存器初始值，写入OLED模组(5)的IC对应的寄存器地址；
b)采集OLED模组(5)当前状态下最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值；
c)通过同时调节R、G、B寄存器值使得最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值落在目标值的误差范围内；
d)将最高灰阶W255和最低灰阶W0的亮度当前值分别确定为最高灰阶W255的亮度值MaxGrayLv和最低灰阶W0的亮度值MinGrayLv。
2.根据权利要求1所述的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：还包括如下步骤：
4)获取所述目标绑点的亮度值和色坐标，对所述目标绑点的R、G、B寄存器值进行调节，使所述目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内，使所述目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内。
3.根据权利要求2所述的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：还包括如下步骤：
5)回读所有目标绑点的亮度值和色坐标，并根据回读结果做绑点调节直至所有目标绑点的亮度值落在亮度目标值的误差范围内，所有目标绑点的色坐标落在色坐标目标值的误差范围内。
4.根据权利要求1所述的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述步骤1)中理论亮度LnTheoryLv的计算公式为：
LnTheoryLv＝(n/MaxGray)GammaExponent*(MaxGrayLv-MinGrayLv)+MinGrayLv
其中，LnTheoryLv为目标绑点n的理论亮度值；MaxGray为最高灰阶；GammaExponent为Gamma指数；MaxGrayLv为最高灰阶对应的亮度值；MinGrayLv为最低灰阶对应的亮度值，n为0～最高灰阶之内的自然数。
5.根据权利要求1所述的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述调节白平衡步骤之前还包括光学测试仪配置和Gamma完整配置的步骤。
6.根据权利要求1所述的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述亮度目标值的误差范围为±2％，所述色坐标目标值的误差范围为±0.005。
7.一种用于权利要求1所述的OLED模组Gamma调校方法的装置，其特征在于：包括PC(1)、控制器(2)、图像发生器(3)和光学测试仪(4)，所述PC(1)与控制器(2)连接，所述控制器(2)分别与图像发生器(3)和光学测试仪(4)连接，所述图像发生器(3)和光学测试仪(4)均与OLED模组(5)连接；
所述PC(1)用于向控制器(2)发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；
所述控制器(2)用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数以及光学测试仪(4)采集的亮度值和色坐标的当前值，确定最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度目标值、所有目标绑点的亮度值和色坐标，并控制图像发生器(3)调节OLED模组(5)的IC中的寄存器值，使得最高灰阶W255、最低灰阶W0的亮度当前值、所有目标绑点的亮度值和色坐标当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器(3)执行OTP烧录；
所述图像发生器(3)用于根据控制器(2)的控制指令调节OLED模组(5)的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组(5)的IC中；
所述光学测试仪(4)用于根据控制器(2)的控制指令采集OLED模组(5)显示的目标绑点的亮度值和色坐标当前值。
8.根据权利要求7所述的OLED模组Gamma调校方法的装置，其特征在于：所述控制器(2)与图像发生器(3)通过RJ-45接口连接，所述控制器(2)与光学测试仪(4)通过串口连接。
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