CN1614663A - 平面显示器及其亮度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种亮度校正系统，用于解决同批生产线的显示面板之间的亮度差异问题。该亮度校正系统使用一转换器控制各灰阶的色温及亮度，产生一图像画面，并提供背光控制产生器，使显示面板显示亮度修正后的图像画面。

Description

平面显示器及其亮度校正方法

技术领域

本发明系有关于平面显示器的图像校正和背光亮度控制技术。

背景技术

第1图系为现有的显示面板驱动架构。由时序控制器104接收数字信号102后，转换为图像信号与控制信号，输入行控制器108和列控制器110，在其中经过扫描线同步控制后，在显示面板106上显示图像。时序控制器104是一种特定应用集成电路(ASIC)，用于做为显示面板106的控制心脏，而整流器112则用于产生高压电，使显示面板106的背光源发光。该背光源(图中未示)为显示面板106的背面所设置光源，通常系由荧光灯管(热阴极管或冷阴极管)或其它平面光源(LED光源或Plasma光源)及导光板、扩散板所构成，是显示面板106显示图像的基本光源。而图像输出亮度的变化，由时序控制器104发送至列控制器110的控制信号而决定，通过旋转液晶改变透光性的原理，搭配三原色滤光片，在背光源的照明之下，使数字的彩色图像能够呈现在显示面板106上。

图像输入信号和图像输出亮度之间的关系，并不是呈线性比例，而是一种指数关系，称之为伽马曲线(gamma curve)，为了要让输入信号和输出亮度形成线性的正比关系，现有显示器便使用伽马校正技术来转换信号，例如根据滤光片以及背光模块的特性，在列控制器110中提供伽马校正电路，以电阻器调整的方式实现。

然而，因为每一显示面板在制作时存在些微差异，使物理特性稍有出入，呈现的最大亮度也不一致。经过伽马校正、白平衡、色温补偿之后，亮度差异范围更加明显。为了使同一批出厂的显示面板亮度一致，便需要一个机制来个别调整每一面板的绝对亮度。此外由于每一显示面板的最大亮度已是既定极限，故只能以该批产品亮度较低且符合规格的面板做为基准，将所有其它显示面板的亮度调降到一致。

根据发光效率的计算公式：

发光效率＝发光亮度/消耗功率(电压×电流)

若是通过伽马校正来降低亮度，因为背光板的亮度并没有改变，所以消耗的功率(电压、电流)不变。如此一来，仅使用伽马校正过滤多余的亮度，发光效率便会下降，无形中损耗太多不必要的电力，成本甚巨。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，在不降低显示效率的前提下，解决同批生产线的显示面板之间的亮度差异问题。

为达此目的，本发明提供一种具有亮度校正功能的平面显示器。该平面显示器主要包含背光控制产生器、转换器、存储器、时序控制器、整流器(Inverter)，以及显示面板。首先，该存储器预先储存有背光亮度控制参数，而该背光控制产生器根据背光亮度控制参数，产生背光亮度控制信号。接着，该转换器中包含一转换对照表，系为逻辑运算元件，提供伽马校正、白平衡或色温补偿的至少一种功能，将数字信号转换成图像信号。该时序控制器根据该数字信号，产生控制信号。最后，该显示面板根据该背光亮度控制信号及该图像信号，显示一图像画面。

该显示面板包含行驱动器(row driver)，列驱动器(column driver)。首先该列驱动器接收该图像信号，产生该图像画面。该行驱动器接收该控制信号，进行扫描线同步处理。接着该整流器接收该背光亮度控制信号，产生一对应电流使该图像画面具有对应亮度。

本发明另提供一种使多个液晶显示模块亮度一致的校正方法。首先测量每一液晶显示模块的一特定状态亮度，得到多个亮度数据，接着根据该等亮度数据中的一最低且符合规格的值，以及每一液晶显示模块的该特定状态亮度，个别设置每一液晶显示模块的背光亮度控制参数。其中该背光亮度控制参数系用于决定每一液晶显示模块的背光亮度。而测量该特定状态亮度之方法包含下列步骤，首先个别对每一液晶显示模块执行至少伽马校正、白平衡或色温补偿其中之一程序，接着测量每一液晶显示模块的个别亮度，以得到对应的亮度数据。

附图说明

第1图系为现有平面显示模块的架构简图。

第2图系为本发明平面显示模块的架构简图。

第3图系为本发明的亮度校正方法步骤图。

第4图系为平面显示模块的亮度示意图。

【标号说明】

102～数字信号       104～时序控制器

106～显示面板       108～行控制器

110～列控制器       112～整流器

202～存储器         204～背光控制产生器

206～转换器         212～整流器

具体实施方式

同一批出厂的显示面板，因制造上的误差，硬件特性不同，因此出厂前必需经过伽马校正、白平衡及色温补偿等手续，结果导致如第4图的LCD1到LCD7所示，在同样的特定状态下，例如显示同一张全白的图像，各显示面板所发出的亮度不一致。本发明解决此问题的方法主要是，若测得LCD7是整批显示面板中亮度较低且符合规格者，便以LCD7的亮度值为基准，将全部的显示面板的亮度都调到该基准。

第2图系为本发明实施例之一的平面显示器架构简图。其中的时序控制器104、显示面板106、行控制器108和列控制器110与现有的无异，但增加了存储器202、背光控制产生器204、转换器206，和改良的整流器212。本实施例的转换器206中包含一转换对照表(未图示)，该转换对照表可以是一逻辑运算元件或数字电路，具有将输入数值转换成对应的输出数值的功能。在该转换器206接收数字信号102后，以该转换对照表进行色温调整、白平衡或伽马校正，输出图像信号至列控制器110。而时序控制器104同样地接收数字信号102，但仅负责输出控制信号至行控制器108，以进行扫描线同步处理。此外新增了一个背光控制产生器204，用来在读取存储器202中的背光亮度控制参数后，输出一背光亮度控制信号至整流器212，校正显示面板106上所呈现的图像亮度。该整流器212可以根据该背光亮度控制信号，改变输出的电流值，或是改变输出的工作周期(duty cycle)，使显示面板106内部的背光源亮度产生对应的亮度。

对于显示面板106而言，列控制器110决定了图像画面的内容，而整流器212决定了图像画面的亮度。因此两者搭配的结果才能显示一个完整的图像。此外，行控制器108主要用来接收该控制信号，负责扫描线同步的控制问题。基于这样的架构，现有调整亮度的方法仅从改变列控制器110的图像画面着手，本发明则是更进一步搭配改变整流器212的电流使发光源亮度改变，双管齐下。所以本方法的好处是不会降低显示效率。

其中该整流器212可以是脉宽调变整流器(PWM inverter)，发光的亮度直接与电流的工作周期成一对应关系。该存储器202可以是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或快闪可擦可编程只读存储器(FEPROM)，在出厂时根据本发明的校正方法决定其中所储存的背光亮度控制参数(如下所述)。至于背光控制产生器204以及转换器206，在架构上及功能上虽是独立单元，然而实现时其电路布置不限定于此，可以合并在时序控制器104中形成一颗整合的ASIC。背光控制产生器204与转换器206中所包含的伽马校正、白平衡及色温补偿功能，做法可以是针对每一显示面板106的硬件特性，在出厂时经过个别测试而设置特性对照表，例如伽马曲线，使背光控制产生器204能根据该等特性对照性表将数字信号102转换成正确的图像信号，输入列控制器110使显示面板106显示图像。这些特性对照表，更进一步可以利用前述存储器202来储存，以提供可程序化的调整弹性。

第3图举一实施例说明该亮度校正方法的步骤。为了要测量所有显示面板的特性，必须先使发光条件一致，故先而定义一特定状态。比如说输入相同的背光控制信号，并使用相同的白平衡校正值。如此可在步骤302中，测量每一显示面板的一特定状态亮度，得到多个亮度数据，接着在步骤304中，在该等亮度数据中，找出值较低且符合规格的那一个，以它做为基准。在步骤306中，针对每一显示面板的状况，参考上述基准，个别计算出对应的背光亮度控制参数，并储存在存储器202中。在步骤308中，该背光亮度控制参数被背光控制产生器204读取后，产生背光亮度信号控制整流器212的电流，决定每一显示面板的背光亮度。其中的步骤302，测量该特定状态亮度之方法，可以是下列步骤。首先个别对每一显示面板进行伽马校正、白平衡或色温补偿等手续(三个步骤都要，或是只要其中之一)，使RGB颜色维持正常标准。接着测量每一显示面板在显示画面时的亮度，以得到对应的亮度数据。藉由上述步骤，搭配第2图所示的硬件架构，便能使同一批出厂的显示面板具有一致的亮度特性。

对于同一批出厂的显示面板而言，全部显示面板之亮度都必需维持在同一基准，除了亮度被测定是较低且符合规格的那一片显示面板，其它显示面板都被强制降低了亮度，以达到上述维持在同一基准的目的，如第4图所示。因降低亮度的方法系通过第2图的背光控制产生器204降低整流器212的电流，根据发光效率的计算公式：

发光效率＝发光亮度/消耗功率(电压×电流)

所以在发光亮度和消耗功率皆下降的情况下，发光效率可以不受影响。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种平面显示器，包含：

时序控制器，用于根据数字信号，产生控制信号；

转换器，具有转换对照表，用于接收图像信号并转换成对应的图像输出信号；

存储器，用于储存背光亮度控制参数；

背光控制产生器，用于根据该背光亮度控制参数，产生背光亮度控制信号；

整流器，用于接收该背光亮度控制信号，并产生对应电流；以及

显示面板，用于接收该图像输出信号以及该控制信号以产生图像画面，并接收该对应电流使该图像画面具有对应的亮度。

2.根据权利要求1所述的平面显示器，其中该转换对照表系为逻辑运算元件。

3.根据权利要求1所述的平面显示器，其中该转换器至少提供伽马校正、白平衡、或色温补偿其中之一功能。

4.根据权利要求1所述的平面显示器，其中该存储器系为电可擦可编程只读存储器、闪存其中之一。

5.根据权利要求1所述的平面显示器，其中该显示面板包含：

列驱动器，用于接收该转换器输出的该图像信号，产生该图像画面；以及

行驱动器，用于接收该控制信号，以控制扫描线的同步。

6.一种平面显示器的亮度校正方法，包含下列步骤：

设置一特定状态，使每一液晶显示模块据以发光；

测量每一液晶显示模块的发光亮度，以得到该每一液晶显示模块的亮度数据；

根据该每一液晶显示模块的亮度数据，设置校正基准值；

根据该校正基准值，决定背光亮度控制参数；以及

依据该背光亮度控制参数，设置该每一液晶显示模块的背光亮度。

7.根据权利要求6所述的平面显示器的亮度校正方法，其中设置该特定状态的步骤，包含：

个别对每一液晶显示模块进行白平衡修正，使所有液晶显示模块具有相同色温；以及

输入特定电压或电流使每一液晶显示模块发出白光。

8.根据权利要求7所述的平面显示器的亮度校正方法，其中测量该发光亮度的步骤，包含：

测量每一液晶显示模块的该白光的亮度，以得到对应的亮度数据。

Images