CN1941921A

CN1941921A - 一种调节色平衡的方法

Info

Publication number: CN1941921A
Application number: CN 200510021776
Authority: CN
Inventors: 成建波; 王军; 钟建; 杨健君
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-04

Abstract

本发明提供的一种调节色平衡的方法，它是通过色度仪对点亮的待调色平衡的发光器件进行测试，将测试结果与色度图中的标准色度进行比较，对于不能满足该待测器件色度值的要求的，通过调节发光面积、调节光透过面积、调节激发发光物质的入射面积、调节发光单元的数目等方法来调节发光体的颜色平衡，通过本发明的方法。本发明的方法可以在现有发光器件的制备工艺基础上，不用附加额外的硬件或软件系统、不需要增加实际生产的流程，扩展发光器件的发光范围，使得器件发光颜色更加丰富。它可以广泛应用于各种显示以及发光源领域。

Description

一种调节色平衡的方法

技术领域

本发明属于光电子技术领域，它特别涉及调节色平衡技术。

背景技术

生活中无处不在充斥着各种显示器件或发光光源，它们要求正确的展现事物的自然颜色或者正确展现我们要求的色彩，但是由于各种材料的不同物理化学性质，或者电子器件的限制，或者光学系统的不完美等，展现的图像或者光的颜色范围总是有限而且不能完全正确的反应展现的事物的色彩。这就要求有调节颜色平衡的系统。

剑桥平投影显示有限公司的专利(CN1476720A)中使用锥形透明板将投影器发出的输入图像扩展到平板的整个区域，为了补偿平板中的色度差，在该平板的输入边缘处使用一个色散棱镜。该棱镜可围在平板的输入边缘，即平板的厚端的倾斜面的一个分离部分。此发明使用了附加光学系统补偿色度的办法，制备光学系统要求较高的精度，并且要结合到平板上，方法比较复杂

北大集软件计算机应用公司的专利(CN1324188A)中提到了一种对电子图像进行彩色优化的自适应色度补偿法及补偿装置，包括根据达到最佳观看效果的实验数据，为按视觉特性划分的所有色域单元预设增益各异的补偿特性，实时辨识信号所属色域单元并作相应的补偿，通过这种象素间不同补偿特性的动态组合，使所有图像彩色的主波长、彩度和相对亮度均自动适应彩色再现的要求。此方法中采用了软件进行对色度数据进行处理，使得色度更加平衡，此方法软件处理数据量较大，同时增加使用了硬件配件。

台湾力捷电脑股份有限公司的专利(CN1532562A)采用了一种可补偿感光元件所造成的色度差的色度补偿镜头及设计方法。照射图形并产生扫描光线，汇集扫描光线以聚焦成像于感光元件上。感光元件的多个像素根据各像素对于R、G及B的感光能力产生多个R感应电压、多个G感应电压及多个B感应电压。根据R感应电压、G感应电压及B感应电压之间的差异并参照色度图和设计色度补偿镜头。此方法增加了许多感光元件，增加了系统的成本。

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的专利(CN1543227A)采样色度空间变换修正的方法，在确定变换参照系统的基色显示函数特性、色度空间参数、色度空间转换系统的基色驱动特性和色度空间参数的基础上，利用色度空间变换完成基色显示函数特性为非线性的同一类显示屏之间色度空间转换及基色显示函数特性完全不同的不同种类显示屏之间色度空间转换；引入假定的基准色度空间标准，针对不同的显示模块分别求出其对基准色度空间相应转换系数表，对相应的显示模块(显示象素)修正，在显示屏上建立统一的基准色度空间，从而克服同一种平板显示屏由于各个显示模块(显示象素)的色度空间特性和基色驱动显示特性的差异造成的平板显示屏色度和亮度分布不均。这种色度空间变换修正的方法比较繁琐，并且很难建立修正的标准。

上述的几种调节色彩平衡的技术分别是采取了增加补偿色度光学系统、通过软件对色度进行处理、调整控制电路的方法、进行算法修正的方法。这些方法增加了系统硬件的开销，增加了色度系统数据处理的难度，而且很难建立标准的色度修正系统。

发明内容

本发明的目的是提出一种简单实用的调节色平衡的方法，此方法在现有发光器件的制备工艺基础上，不用附加额外的硬件或软件系统，不需要增加实际生产的流程，就可以扩展发光器件的发光范围，使得器件发光颜色更加丰富。

为了方便的描述本发明的内容，首先作一个术语定义：

三基色：是指红、绿、蓝三种颜色，任何一种色彩均可以由三基色按比例混合而成，红、绿、蓝分别可简写为R、G、B。

色度图：由国际照明委员会(CIE)1931年制定，用组成某种颜色的三基色的比例来规定一种颜色，图中x轴色度坐标相当于红基色比例，y轴色度坐标相当于绿基色比例，红绿蓝三种基色比例之和为1。

滤色膜：是指让固定波长的光通过的薄膜，通常滤色膜含红、绿、蓝三种颜色单元的阵列。

阴罩：指电子枪和荧光屏之间放置一个金属隔板，上面有许多孔洞让电子通过。其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点，分离显示器的色彩。

激发发光物质：在CRT显示器件中，激发屏幕上荧光粉发光的物质为由电子枪射出的高速电子。

电致发光器件：器件在外加电压或电流下，激发发光物质进行发光，此类器件包括OLED和PLED。

本发明提供的一种调节色平衡的方法，它包括下面步骤：

步骤1：点亮待调色平衡的发光器件；

步骤2：利用色度仪对点亮的待调色平衡的发光器件进行测试，得到测试结果；

步骤3：将步骤2得到的测试结果与色度图中的标准色度进行比较，如果测试结果满足该待测器件色度值的要求，则调节色平衡工作结束，如果测试结果不能满足该待测器件色度值的要求，则进行步骤4；

步骤4：如果待调色平衡器件为电致发光器件，则采用调整发光单元面积的方法，实现调节色度平衡；具体调整方法是：

首先，根据步骤3比较得到的结果，确定红、绿、蓝三种基色中偏亮或偏暗的一种基色；

然后，如果确定的是偏亮的一种基色，则缩小该偏亮基色的发光面积，得到初调后的发光器件，

如果确定的是偏暗的一种基色，则增大该偏暗基色的发光面积，得到初调后的发光器件；

最后，重复步骤1～3，若调节的器件满足其发光的色度要求，则调节色平衡工作结束，若不满足其发光色度要求，则继续重复步骤4，直至器件色度满足其发光色度的要求；

如果待调色平衡器件为液晶显示器件，则采用调整光透过面积的方法，实现调节色度平衡；具体调整方法是：

然后，如果确定的是偏亮的一种基色，则缩小该偏亮基色对应的滤色膜的面积，得到初调后的发光器件；

如果确定的是偏暗的一种基色，则增大该偏暗基色对应的滤色膜的面积，得到初调后的发光器件；

最后，重复步骤1～3，若调节的器件满足其发光的色度要求，则调节色衡工作结束，若不满足其发光色度要求，则继续重复步骤4，直至器件色度满足其发光色度的要求；

如果待调色平衡器件为阴极射线管显示器件，则采用调整激发发光物质的入射面积方法，实现调节色度平衡；具体调整方法是：

然后，如果确定的是偏亮的一种基色，则减小该偏亮基色对应的阴罩孔的面积，得到初调后的发光器件，

如果确定的是偏暗的一种基色，则增大该偏暗基色对应的阴罩孔的面积，得到初调后的发光器件；

如果待调色平衡器件为发光二极管显示器件，则采用调整激发发光物质的入射面积方法，实现调节色度平衡；具体调整方法是：

然后，如果确定的是偏亮的一种基色，则减少该偏亮基色对应的发光二极管的数目，得到初调后的发光器件，

如果确定的是偏暗的一种基色，则增多该偏暗基色对应的发光二极管的数目，得到初调后的发光器件；

经过以上步骤，得到满足器件色度要求的器件。

本发明流程图，如图1所示。

工作原理分析：

在有机发光显示中(包括OLED)中，发光材料种类繁多，材料之间的物理化学性质不相同。有机材料在加一定的电压下开始发光，但是由于材料不同，所加的电压和发光亮度都不相同，在固定的芯片驱动下，发光屏上不同基色的象素点发光亮度有差异，最后在人眼中看到的图像颜色不真实，通过电路调节范围有限。通过更改象素点发光面积的大小，增大或者减小某种基色的发光面积，即可以获得正常的白色光输出。比如，屏全部点亮时，颜色偏绿，可以采取减小绿光材料的发光面积，即屏发光光谱中绿色成分减少，从而使得屏发正常的白色光，调节方式如图2所示。

在CRT显示中，电子枪在电压作用下从阴极发出电子束，电子束通过阴罩打到荧光粉上使其发光。在CRT发光不平衡的时候，可以通过调节荧光屏上不同荧光粉的面积来改善R、G、B颜色不平衡。同时可以通过调节某种基色对应的阴罩孔的大小，从而调整打到荧光粉上的电子束大小，来改善R、G、B颜色不平衡。比如，CRT整体颜色偏红，则减少荧光屏上红色荧光粉的面积，调节方式如图3(a)所示，或者减小红色入射电子束相对的阴罩孔的面积，调节方式如图3(b)所示。

在LCD显示中，白光通过虑色膜呈现各种基色，实现了彩色显示。可以通过更改虑色膜的面积来控制透过某种基色光的面积，最终调节颜色的平衡。比如，LCD整体颜色偏红，则减少液晶盒表面虑色模上红色子象素点的面积，调节方式如图4所示，

投影器件有CRT背投和液晶背投，所以改善投影器件的色平衡，可以从前端即CRT投影或者LCD入手，和上面CRT显示器件或者LCD显示器件的调节原理相同，改善某种基色对应的荧光粉的面积或者调节某种基色对应的阴罩孔的大小或者调节液晶显示器件表面某种基色对应的虑色膜的大小，从而改善了发光屏幕整体的色调，使颜色达到白平衡。

对于发光二极管显示器件，由于红管、绿管、蓝管的发光效率都不完全一致，而且人眼对各种颜色的敏感度不同，导致彩色的二极管显示器件最终颜色和真实的颜色有差距或者达不到白平衡状态，电路上只可以部分缓解一下颜色的失真。使用不同数目的基色二极管组合一个象素点，相当于间接通过改变发光面积来改善了颜色的平衡。比如，分别用红、绿、蓝管各一只组成一个象素，总体光偏红色，现在使用两只绿管、两只蓝管和一只红管组成一个象素点，可以大大改善总体颜色偏红的状态，一个象素点的更改如图5所示。

该方法不仅仅局限于各种显示，在日常光源的应用也可以发挥很大的作用。并且调节颜色不仅仅是为了得到白色光，还可以调节出其它要求的彩色光。

本发明的实质：通过色度仪对点亮的待调色平衡的发光器件进行测试，将测试结果与色度图中的标准色度进行比较，对于不能满足该待测器件色度值的要求的，通过调节发光面积、调节光透过面积、调节激发发光物质的入射面积、调节发光单元的数目等方法，使得不同基色光按一定比例输出，在混色以后达到色平衡状态。

本发明的有益效果：

本发明的方法可以在现有发光器件的制备工艺基础上，不用附加额外的硬件或软件系统、不需要增加实际生产的流程，扩展发光器件的发光范围，使得器件发光颜色更加丰富。它可以广泛应用于各种显示以及发光源领域；它具有以下特点：

1.原理简单，易于操作实施。这是一种相当简单的调节方法，并且原理上、在实际生产中都可行，不用浪费大量人力物力来采用其它调节电路结构或者改善光学系统等复杂的方式。

2.扩大了发光器件的材料选择范围，原来由于总体颜色不能调节到应用状态的材料，现在由于可以通过调节发光面积来调节可以达到要求的颜色平衡状态，所以扩大了材料的选择范围。

3.扩大驱动电路芯片和元件的选择范围，因为通过电路上的调整可以部分的调节器件发光颜色的平衡状态，但是由于调整范围有限。现在可以通过本发明的方法调节或者用本方法附加电路调节，所以扩大了电路驱动芯片和元件的选择范围。

4.通过本发明的方法可以扩展发光器件的发光范围，使得器件发光颜色更加丰富。

附图说明

图1是本发明流程图。

图2是此发明在有机电致发光显示中的一种应用示意图

图中说明的是一个象素点，通过改变绿色子象素的发光面积调节整体的颜色平衡。

图3为此方法在CRT显示中的一种应用示意图

图3(a)示意通过改变红色荧光粉的面积来改变整体的颜色平衡

图3(b)示意通过改变阴罩上红色子象素对应的阴罩孔的面积来调节整体的颜色平衡。

图4为此方法在液晶显示中的一种应用示意图

图中说明几个象素点通过更改红色子象素的透过面积，来调节屏整体的颜色平衡。

图5为此方法在LED显示中的一种应用示意图

图中表示了一个象素点颜色偏红的调节方法，把红、绿、蓝LED各一只组成一个象素点的方式更改为一红、两蓝、两绿LED组成一个象素点的方式。

各图中R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色。

具体实施方式

在透明玻璃基板上溅射一层透明导电薄膜ITO，膜厚为150um，方块电阻为10Ω，光刻形成平行的阳极线条。然后旋转涂覆一层聚酰亚胺，厚度为4um，将聚酰亚胺光刻成要求的倒梯形形状。然后蒸镀有机层材料和金属阴极Al。加玻璃背板对器件进行封装。做出的OLED器件的象素点大小为270*270um²，其中R、G、B三个子象素的面积为210*50um²。对器件加9V电压测试时，发现显示颜色偏红，色度仪测得显示屏发光的色坐标为(0.3417，0.2863)。为了改善这一情况，在不更换材料和驱动电路的情况下，适当的更改绿色子象素和蓝色子象素的面积，将原来的210*50um²改为200*50um²，而红色子象素的面积不变。用同样工艺做出OLED显示器件。加上电流进行测试，屏发出的光成白色，用色度仪进行测试，色坐标为(0.3214，0.3123)，与标准白色坐标(0.3101，0.3162)十分接近，颜色达到理想的效果。

Claims

1、一种调节色平衡的方法，其特征是它包括下面步骤：

步骤1：点亮待调色平衡的发光器件；

步骤3：将步骤2得到的测试结果与色度图中的标准色度进行比较，

如果测试结果满足该待测器件色度值的要求，则调节色平衡工作结束，

如果测试结果不能满足该待测器件色度值的要求，则进行步骤4；

最后，重复步骤1～3，若调节的器件满足其发光的色度要求，则调节色平

衡工作结束，若不满足其发光色度要求，则继续重复步骤4，直至器件色度满足其发光色度的要求；

经过以上步骤，得到满足器件色度要求的器件。