CN107644626B - 一种led背光源及其亮度和亮度均匀性自动调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED背光源及其亮度和亮度均匀性自动调节的方法。所述LED背光源包括：LED灯板；位于LED灯板发光面的呈阵列排布的LED灯串；所述LED灯串包括定电流灯串和可变电流灯串；行分割线和列分割线，将LED灯串均匀分割为若干个局部可调单元；所述可变电流灯串围绕所述局部可调单元中心设置；多路LED恒流控制基板，用于控制通过定所述电流灯串和可变电流灯串的电流；所述多路LED恒流控制基板具有RS232通讯接口，并具有数据存储功能。本发明实现了LED背光源的亮度和亮度均匀性的自动调节，达到高亮高均匀性的要求。不需要手动调节，适合自动化生产，适合于各种高、中、低档的设计应用。

Description

一种LED背光源及其亮度和亮度均匀性自动调节的方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种LED背光源及其亮度和亮度均匀性自动调节的方法。

背景技术

TFT液晶面板从结构上来看主要有两部分组成:液晶屏和背光源。液晶屏本身不发光，背光源发出的白光被液晶屏有选择性的通过后，才在液晶屏表面形成了需要显示的画面。所以TFT液晶面板显示的亮度值和均匀性主要是由背光源的特性决定的。

目前主流的TFT液晶面板亮度值在400～1500nit之间，均匀性在70％～90％之间。随着亮度值的增加，均匀性呈快速下降的趋势。因为LED是背光源的主流器件，一般背光源设计有很多个LED，多个LED采用串联和并联的方式一起使用，且为了保证亮度的均匀性，各个LED电流均必须相同，整个组件才能产生一致的亮度。但每只LED在相同的电气参数下亮度不可能完全一致，按照LED制造商的工业分级标准，同一批次LED允许的最大亮度误差为20％～40％，这些客观上的因素造成了背光源各个发光区域的亮度不均匀。

人眼对于物体的亮度差异比色度差异更为敏感，特别是屏幕亮度越高，人眼对于屏幕各个区域的亮度差越敏感，这是目前高亮大尺寸液晶面板普遍遇到的问题。

国内的TFT液晶产业经过10多年的发展技术上越来越成熟，同时对于TFT液晶的需求越来越多样化，高亮甚至超高亮的TFT液晶面板在某些行业也有了具体的需求。为了满足这些需求，亟需解决背光源亮度不均匀的技术问题。

发明内容

为了解决上述至少之一的技术问题，本发明提供一种LED背光源及制备方法。使用定电流灯串和可变电流灯串配合，进行亮度自动补偿，确保背光源亮度的均匀。

为实现以上目的，本发明采用以下方案：

本发明一方面提供一种LED背光源，包括：

LED灯板；

位于LED灯板发光面的呈阵列排布的LED灯串；所述LED灯串包括定电流灯串和可变电流灯串；

行分割线和列分割线，并将LED灯串均匀分割为若干个局部可调单元；所述可变电流灯串围绕所述局部可调单元中心设置；

多路LED恒流控制基板，用于控制通过定所述电流灯串和可变电流灯串的电流；

所述多路LED恒流控制基板具有RS232通讯接口，并具有数据存储功能。

本发明另一方面还提供包括上述LED背光源的液晶产品，所述液晶产品的亮度和亮度均匀性可自动调节。

本发明再一方面还提供一种包括上述LED背光源的背光源亮度和亮度均匀性自动调节系统，所述系统还包括电脑和亮度测量探头，所述电脑分别与多路LED恒流控制基板的RS232通讯接口和亮度测量探头连接。

本发明还提供使用上述系统进行LED背光源亮度和亮度均匀性自动调节的方法，包括以下步骤：

1)使用电脑分别连接多路LED恒流控制基板和亮度测量探头，在电脑中输入液晶产品的亮度值和亮度均匀性指标；

2)电脑针对目标亮度值设置LED灯串的电流为初始值；

3)亮度测量探头测量每一个局部可调单元的中心亮度值并将其传送给电脑；电脑判断中心亮度值是否达到亮度值指标；

4)当中心亮度值没有达到亮度值指标时，电脑分析处理，并将运算结果传送给多路LED恒流控制基板调节LED灯串的电流；然后返回步骤3)

5)当中心亮度值达到亮度值指标时，电脑分析收到的亮度测量探头测量的每一个局部可调单元的中心亮度值，判断亮度均匀性是否达到亮度均匀性指标；

6)当亮度均匀性没有达到亮度均匀性指标时，电脑计算每一个局部可调单元的中心亮度值与亮度值指标的误差，得到亮度修正值，将各个亮度修正值转换为每一个局部可调单元中的可变电流灯串的电流修正值，通过多路LED恒流控制基板调节可变电流灯串的电流，从而改变LED背光源的局部亮度；然后返回步骤5)；

7)当亮度均匀性达到亮度均匀性指标时，电脑将最终的亮度修正值写入固化到多路LED恒流控制基板中。

本发明还提供一种包含上述LED背光源的显示器。

本发明的有益效果

本发明实现了LED背光源的亮度和亮度均匀性的自动调节，达到高亮高均匀性的要求。不需要手动调节，适合自动化生产，适合于各种高、中、低档的设计应用。

附图说明

图1为本发明一种LED背光源示意图；

图2为本发明局部可调单元示意图；

图3为本发明背光源亮度和亮度均匀性自动调节系统示意图；

图4为本发明LED背光源亮度和亮度均匀性自动调节的方法流程图；

附图标记说明：S1-LED灯板，S2-行分割线，S3-列分割线，S4-LED灯串，S5-局部可调单元，S6-定电流灯串，S7-可变电流灯串，S8-电脑，S9-多路LED恒流控制基板，S10-亮度测量探头，S11-LED背光源。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上发明的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-3所示，本发明提供一种LED背光源S11，包括：

LED灯板S1；

位于LED灯板S1发光面的呈阵列排布的LED灯串S4；所述LED灯串S4包括定电流灯串S6和可变电流灯串S7；

行分割线S2和列分割线S3，将LED灯串S4均匀分割为若干个局部可调单元S5；所述可变电流灯串S7围绕所述局部可调单元S5中心设置；根据实际需求设计LED灯板S1的长宽和S1上面LED灯串S4的长宽排列面积，该尺寸必须大于等于TFT液晶面板的面积。如图1中所示，对LED灯板S1上面的LED灯串S4阵列通过行分割线S2和列分割线S3将整个背光源发光面均匀分为16个局部可调单元S5，当然如果有更高需求，也可以分成更多的局部可调单元S5。

多路LED恒流控制基板S9，用于控制通过所述定电流灯串S6和可变电流灯串S7的电流；

所述多路LED恒流控制基板S9具有RS232通讯接口，并具有数据存储功能。

高亮背光源是由许多的LED灯串组成，将LED灯串分类，不同类别灯串间的驱动电路和驱动电流值各不相同，以达到亮度调节的功能。液晶产品内部的LED发光灯板由许多的LED灯串组成，在灯板上的灯串分成两类：定电流灯串和可变电流灯串。灯板上绝大部分都是定电流灯串，这些灯串流过的电流是相等的，它们均匀的分布在灯板上，满足背光源需要的亮度要求。将背光源的面积按照水平和垂直方向进行一定数量等分，等分越多补偿效果越好.可变电流灯串均匀的分布在每一个等分格的中央区域，这些电流灯串的电流每一个都是可以单独设置的，用于补偿整个背光亮度的均匀性。

本发明另一方面还提供包括上述LED背光源S11的液晶产品，所述液晶产品的亮度和亮度均匀性可自动调节。

本发明再一方面还提供一种包括上述LED背光源S11的背光源亮度均匀性自动调节系统，如图3所示，所述系统还包括电脑S8和亮度测量探头S10，所述电脑S8分别与多路LED恒流控制基板S9的RS232通讯接口和亮度测量探头S10连接。

LED背光源由于LED的电气特性和光学材料特性影响了发光的均匀性，最终影响了TFT液晶面板的显示效果。为了提高TFT液晶面板的显示均匀性，本发明设计了一种背光源亮度均匀性自动调整系统，高精度亮度测量探头和电脑则是外部测量和调试工具，用于实现高亮背光均匀性的自动调节。

如图4所示，本发明还提供使用上述系统进行LED背光源亮度和亮度均匀性自动调节的方法，包括以下步骤：

1)使用电脑S8分别连接多路LED恒流控制基板S9和亮度测量探头S10，在电脑S8中输入液晶产品的亮度值和亮度均匀性指标；

2)电脑S8针对目标亮度值设置LED灯串S4的电流为初始值；

3)亮度测量探头S10测量每一个局部可调单元S5的中心亮度值并将其传送给电脑S8；电脑S8判断中心亮度值是否达到亮度值指标；

4)当中心亮度值没有达到亮度值指标时，电脑S8分析处理，并将运算结果传送给多路LED恒流控制基板S9调节LED灯串S4的电流；然后返回步骤3)

5)当中心亮度值达到亮度值指标时，电脑S8分析收到的亮度测量探头S10测量的每一个局部可调单元S5的中心亮度值，判断亮度均匀性是否达到亮度均匀性指标；

6)当亮度均匀性没有达到亮度均匀性指标时，电脑S8计算每一个局部可调单元S5的中心亮度值与亮度值指标的误差，得到亮度修正值，将各个亮度修正值转换为每一个局部可调单元S5中的可变电流灯串S7的电流修正值，通过多路LED恒流控制基板S9调节可变电流灯串S7的电流，从而改变LED背光源S11的局部亮度；然后返回步骤5)；

7)当亮度均匀性达到亮度均匀性指标时，电脑S8将最终的亮度修正值写入固化到多路LED恒流控制基板S9中。

电脑一路通过RS232连接高亮高均匀性液晶产品，另一路通过RS232连接高精度亮度测量探头。电脑通过亮度测量探头得到TFT液晶面板各个区域的亮度值，然后按照一定的算法计算出需要调节的变量.最后通过高亮高均匀性液晶产品内部的多路可调LED恒流控制基板调节LED灯板上可变电流灯串驱动电流的值来调节整个产品的亮度均匀性。通过该方法调节，TFT液晶面板亮度值在3000nit亮度值时，亮度均匀性可以达到85％。

本发明还提供一种包含上述LED背光源S11的显示器。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

Claims (1)

1.一种LED背光源亮度和亮度均匀性自动调节的方法，其特征在于，所述方法根据背光源亮度和亮度均匀性自动调节系统进行，所述背光源亮度和亮度均匀性自动调节系统包括LED背光源、电脑和亮度测量探头；

所述LED背光源包括：

LED灯板；

位于LED灯板发光面的呈阵列排布的LED灯串；所述LED灯串包括定电流灯串和可变电流灯串；

行分割线和列分割线，将LED灯串均匀分割为若干个局部可调单元；所述可变电流灯串围绕所述局部可调单元中心设置；

多路LED恒流控制基板，用于控制通过所述定电流灯串和可变电流灯串的电流；

所述定电流灯串均匀分布在LED灯板上且通过相等的电流；

所述多路LED恒流控制基板具有RS232通讯接口，并具有数据存储功能；

所述电脑分别与多路LED恒流控制基板的RS232通讯接口和亮度测量探头连接；

所述方法包括以下步骤：

1)使用电脑分别连接多路LED恒流控制基板和亮度测量探头，在电脑中输入液晶产品的亮度值和亮度均匀性指标；

2)电脑针对目标亮度值设置LED灯串的电流为初始值；

3)亮度测量探头测量每一个局部可调单元的中心亮度值并将其传送给电脑；电脑判断中心亮度值是否达到亮度值指标；

4)当中心亮度值没有达到亮度值指标时，电脑分析处理，并将运算结果传送给多路LED恒流控制基板调节LED灯串的电流；然后返回步骤3)；

5)当中心亮度值达到亮度值指标时，电脑分析收到的亮度测量探头测量的每一个局部可调单元的中心亮度值，判断亮度均匀性是否达到亮度均匀性指标；

6)当亮度均匀性没有达到亮度均匀性指标时，电脑计算每一个局部可调单元的中心亮度值与亮度值指标的误差，得到亮度修正值，将各个亮度修正值转换为每一个局部可调单元中的可变电流灯串的电流修正值，通过多路LED恒流控制基板调节可变电流灯串的电流，从而改变LED背光源的局部亮度；然后返回步骤5)；

7)当亮度均匀性达到亮度均匀性指标时，电脑将最终的亮度修正值写入固化到多路LED恒流控制基板中。