KR101317522B1 - 백라이트들에서의 백색 포인트 제어를 위한 ｌｅｄ 선택 - Google Patents

백라이트들에서의 백색 포인트 제어를 위한 ｌｅｄ 선택 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드(LED) 기반 백라이트(32)상에서 타겟 백색 포인트를 유지하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치들이 제공된다. 일 실시예에서, 백라이트(32)는 두개 이상의 그룹의 LED들(48,78)을 포함할 수 있는데, 각각의 그룹은 개개의 구동 세기로 구동된다. 각각의 그룹은 다른 색도를 갖는 LED들(48, 78)을 포함할 수 있는데, 개개의 구동 세기들은 예를 들어 듀티 사이클들을 변화시킴으로써 조정되어 타겟 백색 포인트를 유지할 수 있게 된다. 백색 포인트가 백라이트(32)의 동작 온도 범위에 걸쳐서 유지되도록 보장하기 위해서, LED들(48, 78)이, 각각의 그룹의 LED들(48,78)의 색도들이 적어도 최소 색도 차만큼 분리되도록, 선택될 수 있다. 또한, LED들(48,78)은, 백라이트(32)의 평형 온도에서 LED들(48,78)이 실질적으로 동일한 구동 세기들로 구동되는 경우 타겟 백색 포인트를 산출하도록, 선택될 수 있다.

Description

백라이트들에서의 백색 포인트 제어를 위한 ＬＥＤ 선택{LED SELECTION FOR WHITE POINT CONTROL IN BACKLIGHTS}
본 출원은, 발명의 명칭이 "White Point Control in Backlights"이고 출원일이 2009년 3월 24일인 미국 특허 출원 제 12/410,183호의 연속 출원의 일부로서, 상기 미국 특허 출원 제 12/410,183호는 모든 목적을 위해 그 전체가 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 디스플레이를 위한 백라이트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발광 다이오드 기반 백라이트에 관한 것이다.
본 섹션은 이하에 개시되고 및/또는 청구되는 본 발명의 다양한 양태들에 관련될 수 있는 본 기술의 다양한 양태들을 독자에게 소개하기 위한 것이다. 이러한 논의는 독자에게 본 발명의 다양한 양태들에 대한 더 나은 이해를 용이하게 하는 배경 정보를 제공하는 데에 유용할 것으로 믿어진다. 따라서, 이러한 점에 비추어 이러한 언급들을 읽어야 하고, 이러한 언급들을 선행 기술에 대한 승인으로서 받아들여서는 안 된다는 것을 이해해야 할 것이다.
LCD(Liquid crystal display)들은 통상적으로 휴대용 및 데스크톱 컴퓨터들, 텔레비전들, 및, 휴대 전화기들, PDA들 및 미디어 플레이어들과 같은 휴대용 디바이스들을 포함하는 대단히 폭넓은 전자 장치들을 위한 스크린들 또는 디스플레이들로서 이용된다. 전통적으로, LCD는 백라이트로서 CCFL(cold cathode fluorescent light) 광원들을 이용해왔다. 그러나, 휘도, 에너지 효율, 색상 범위, 기대 수명, 내구성, 강건성에서의 개선들, 및 비용의 지속적 감소와 같은 LED 기술의 진보는 LED 백라이트를 CCFL 광원들을 대신하기 위한 인기있는 선택으로 만들고 있다. 그러나, 단일 CCFL이 전체 디스플레이를 조명할 수 있는 반면에, 일반적으로 다수의 LED들이 필적하는 디스플레이들을 조명하기 위해 이용된다.
다수의 백색 LED가 백라이트 내에서 이용될 수 있다. 제조 정밀성에 좌우되어, 개별 백색 LED들에 의해 생성된 광은, 예를 들면, 청색 색조(tint)로부터 황색 색조까지 또는 녹색 색조로부터 보라색 색조까지의 범위의 넓은 색상 또는 색도 분산(chromaticity distribution)을 가질 수 있다. 제조 동안, LED들은 빈(bin)들로 분류될 수 있으며, 각각의 빈은 LED들에 의해 방출된 작은 범위의 색도 값들을 나타낸다. 백라이트 내의 색 변동을 감소시키기 위해, 유사한 빈들로부터의 LED들이 백라이트 내에 장착될 수 있다. 선택된 빈들은 백라이트의 요망되는 색상, 또는 타겟 백색 포인트(target white point)를 포함할 수 있다.
고품질 디스플레이는, 타겟 백색 포인트로부터의 작은 편차만을 갖는, 디스플레이 전체에 걸친 높은 색상 균일성을 요구할 수 있다. 그러나, 단 하나의 빈으로부터의 또는 작은 범위의 빈들로부터의 LED들을 이용하는 것은 비용이 많이 들 수 있다. 또한, LED들의 백색 포인트는 시간이 지남에 따라 및/또는 온도에 따라 변할 수 있고, 이는 타겟 백색 포인트로부터의 편차를 낳는다.
본원에 개시된 특정 실시예들의 요약이 이하에 기술된다. 이들 양태들이 단지 독자에게 이러한 특정 실시예들의 간략한 요약을 제공한다는 것과 이러한 양태들이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 할 것이다. 게다가, 본 발명은 이하에 기술되지 않을 수 있는 다양한 양태들을 포함할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 LED 백라이트의 백색 포인트를 제어하는 기법들에 관한 것이다. 하나의 개시된 실시예에 따르면, LED 백라이트는 다수의 색상 빈으로부터의 LED들을 포함한다. LED들로부터 출력된 광이 혼합될 때, 요망되는 백색 포인트가 달성될 수 있다. 각각의 빈으로부터의 LED들은 하나 이상의 스트링으로 그룹화될 수 있으며, 이러한 스트링 각각은 개별 드라이버 또는 드라이버 채널에 의해 구동된다. 따라서, 상이한 색상 빈들로부터의 LED들에 대한 구동 세기는 백색 포인트를 타겟 백색 포인트에 미세 조정하도록 독립적으로 조정될 수 있다. 또한, LED들의 구동 세기는, LED들의 에이징(aging), 백라이트 컴포넌트들의 에이징, 또는, 무엇보다도 백라이트 내의 국부적인 온도 기울기 또는 대기 온도의 변화와 같은 온도 변화에 의해 야기될 수 있는 백색 포인트의 시프트들을 보상하도록 조정될 수 있다.
LED들은, 구동 세기들의 비율을 조정함으로써 백색 포인트가 백라이트 동작 온도의 전체 범위에 걸쳐 달성될 수 있도록 선택될 수 있다. 특정 실시예들에서, LED들은, 상이한 빈들로부터의 LED들의 색도 값들이 UCS 색도도(uniform chromaticity scale diagram)상의 적어도 특정 거리만큼 떨어지도록 선택될 수 있다. 또한, LED들은, 백라이트의 평형 동작 온도에서 상이한 빈들로부터의 LED들이 타겟 백색 포인트를 생성하도록 동일한 구동 세기들에서 구동될 수 있도록, 선택될 수 있다.
본 개시의 다양한 양태들은 이하의 상세한 설명을 읽고 도면들을 참조할 때 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 양태들에 따른, LED 백라이트를 갖는 LCD 디스플레이를 이용하는 전자 장치의 예의 정면도이다.
도 2는 본 개시의 양태들에 따른, 도 1의 전자 장치의 컴포넌트들의 예의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 양태들에 따른, 도 2의 LCD 디스플레이의 분해도이다.
도 4는 본 개시의 양태들에 따른, 도 1의 전자 장치에 이용될 수 있는 에지 리트(edge-lit) LCD 디스플레이의 투시도이다.
도 5는 본 개시의 양태들에 따른, LCD 디스플레이의 컴포넌트들의 예의 블록도이다.
도 6은 본 개시의 양태들에 따른, LED 빈들을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 양태들에 따른, LED 구성의 예를 예시하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 8은 본 개시의 양태들에 따른, LED 구성의 다른 예를 예시하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 9는 본 개시의 양태들에 따른, LED 구성의 또 다른 예를 예시하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 10은 본 개시의 양태들에 따른, 도 9의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 11은 본 개시의 양태들에 따른, LED 백라이트를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 양태들에 따른, 색 보상 LED들을 갖는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 13은 본 개시의 양태들에 따른, 도 12의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 14는 본 개시의 양태들에 따른, 색 보상 LED들을 갖는 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본 개시의 양태들에 따른, LED들의 구동 세기를 조정하는 센서들을 갖는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 16은 본 개시의 양태들에 따른, 도 15의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 17은 본 개시의 양태들에 따른, 센서들을 이용하는 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 양태들에 따른, LED 휘도에 대한 에이징의 효과를 예시하는 차트이다.
도 19는 본 개시의 양태들에 따른, 백색 포인트에 대한 에이징의 효과를 예시하는 차트이다.
도 20은 LED 백라이트가 에이징에 대해 보상하도록 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 21은 본 개시의 양태들에 따른, 캘리브레이션 곡선(calibration curve)을 이용하여 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 22는 본 개시의 양태들에 따른, LED 색도에 대한 온도의 효과를 예시하는 차트이다.
도 23은 본 개시의 양태들에 따른, LCD 디스플레이의 온도의 변화를 예시하는 차트이다.
도 24는 본 개시의 양태들에 따른, 전자부품들의 위치를 예시하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 25는 본 개시의 양태들에 따른, 도 24의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 26은 본 개시의 양태들에 따른, 온도의 변동 동안에 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 27은 본 개시의 양태들에 따른, 색 보상 LED들을 이용하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 28은 도 27의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 29는 본 개시의 양태들에 따른, 온도를 보상하기 위해 상이한 LED 스트링들을 이용하는 LED 백라이트의 정면도이다.
도 30은 본 개시의 양태들에 따른, 도 28의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다.
도 31은 본 개시의 양태들에 따른, 에지-리트 LED 백라이트의 전면도이다.
도 32는 본 개시의 양태들에 따른, 센서들을 이용하는 LED 백라이트의 전면도이다.
도 33은 본 개시의 양태들에 따른, 도 32의 LED 백라이트의 동작을 도시하는 개략도이다.
도 34는 본 개시의 양태들에 따라, 온도 변화 중에 센서들을 갖는 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 35는 본 개시의 양태들에 따라, 에이징 효과들 및 온도 변화들을 보상하기 위해 센서들을 갖는 LED 백라이트를 동작시키는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 36은 본 개시의 양태들에 따른, LED 빈들을 도시하는 다른 도면이다.
도 37은 본 개시의 양태들에 따른, LED들 간의 색도 차이를 도시하는 차트이다.
도 38은 본 개시의 양태들에 따른, 온도로 인한 LED 색도 시프트들을 도시하는 차트이다.
도 39는 본 개시의 양태들에 따른, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 LED 색도 값들을 도시하는 표이다.
도 40은 본 개시의 양태들에 따른, LED들을 선택하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 41은 본 개시의 양태들에 따른, LED 들을 선택하는 다른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 42는 본 개시의 양태들에 따른, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 듀티 사이클들을 도시하는 차트이다.
도 43은 본 개시의 양태들에 따른, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 스케일링된 듀티 사이클들을 도시하는 표이다.
도 44는 본 개시의 양태들에 따른, 구동 세기들을 선택하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 45는 본 개시의 양태들에 따른, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 LED 색도 값들을 도시하는 표이다.
도 46은 본 개시의 양태들에 따른, 3개의 상이한 LED 사이의 색도 차이들을 도시하는 차트이다.
도 47은 본 개시의 양태들에 따른, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 LED 색도 값들을 도시하는 표이다.
도 48은 본 개시의 양태들에 따른, 3개의 상이한 LED를 선택하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
1. 서론
하나 이상의 구체적인 실시예들이 이하에서 설명될 것이다. 이들 실시예들에 대한 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로, 실제 구현의 모든 피처(feature)들이 본 명세서에서 설명되지는 않는다. 임의의 그러한 실제 구현의 개발에 있어서, 엔지니어링 또는 디자인 프로젝트에서 모두 그런 것처럼, 구현마다 달라질 수 있는 시스템-관련 및 비지니스-관련 제약들을 준수하는 것과 같은 다수의 구현-특정적인 결정들이 개발자의 특정한 목표를 달성하기 위하여 이루어져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 그러한 개발에서의 노력은 복잡하고 시간 소모적인 것일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 명세서로부터 이익을 향유하는 통상의 기술자들에게는 디자인, 제조 및 생산에 있어서의 일상적 일이라는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 LED 백라이트들의 백색 포인트들을 동적으로 제어하는 기술에 관한 것이다. 백라이트들은 다양한 색도 값들 및/또는 휘도 값들을 갖는 다수의 빈들로부터의 LED들을 포함할 수 있다. 각각의 빈으로부터의 LED들은 하나 이상의 스트링들로 함께 그룹화되어, 별개의 드라이버들 또는 드라이버 채널들에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 독립 제어는 LED들의 각각의 스트링이 별도의 구동 세기에서 동작되도록 하여, LED 백라이트의 백색 포인트를 미세 조정하는 것을 가능하게 한다. 소정의 실시예들에 따르면, LED들은, 상이한 빈들로부터의 LED들의 색도들이 적어도 최소 색도 차이에 의해 분리되도록 선택될 수 있다. 또한, LED들은, 백라이트의 평형 온도에서 거의 동일한 구동 세기로 구동될 때, LED들이 타겟 백색 포인트를 산출할 수 있도록, 선택될 수 있다.
구동 세기들은 생산시의 설정, 사용자 입력 및/또는 센서들로부터의 피드백에 의해 조정될 수 있다. 소정 실시예들에서, 에이징 및/또는 온도 효과들을 보상하기 위해 캘리브레이션 곡선들이 이용되어 구동 세기들을 조정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 원하는 백색 포인트를 유지하기 위해, 색, 휘도, 및/또는 온도를 검출하는 센서들이 이용되어 드라이버들 또는 채널들의 구동 세기들을 조정할 수 있다.
도 1은 전술된 바와 같은 LED 백라이트용 백색 포인트 제어 기술들을 사용할 수 있는 전자 장치(10)를 도시한다. 기술들은 (랩탑 컴퓨터일 수 있는) 예시된 전자 장치(10)를 참조하여 후술되지만, 본 명세서에 설명되는 기술들은 LED 백라이트를 이용하는 임의의 전자 장치로 사용가능하다는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 다른 전자 장치들은 데스트탑 컴퓨터, 가시적인 매체 재생기, 휴대폰, 개인용 데이터 오거나이저(personal data organizer), 워크스테이션 등을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 전자 장치는 캘리포니아주 쿠퍼티노의 애플(Apple) Inc.로부터 이용가능한 맥북(MacBook)®, 맥북® 프로, 맥북 에어®, i맥®, 맥® 미니 또는 맥 프로®의 모델을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전자 장치는 임의의 제조자들로부터 이용가능한 LED 백라이트들을 이용하는 다른 유형의 전자 장치들 및/또는 다른 모델들을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(10)는 특히 디스플레이(14)상에 표시되는 이미지들을 생성하는데 사용될 수 있는 프로세서들, 회로 및 컨트롤러들 등의 내부 컴포넌트들을 지원하고 보호하는 하우징(12)을 포함한다. 또한, 하우징(12)은 전자 장치(10)와 상호작용하는데 사용될 수 있는 키패드, 트랙 패드 및 버튼들 등의 사용자 입력 구조들(16)에 액세스하는 것을 허용한다. 예를 들어, 사용자 입력 구조들(16)은, 전자 장치(10)상에 실행중인 애플리케이션들 및/또는 GUI(graphic user interface)를 동작시키도록 사용자에 의해 조작될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 입력 구조들(16)은 백색 포인트의 밝기 및/또는 컬러 등의 디스플레이(14) 특성들을 제어하도록 사용자에 의해 조작될 수 있다. 또한, 전자 장치(10)는, 장치(10)가 전원, 프린터, 네트워크 또는 그외의 전자 장치 등의 외부 장치들과 접속하는 것을 허용하는 다양한 입력 및 출력(I/O) 포트들(18)을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, I/O 포트(18)는 백색 포인트의 밝기 및/또는 컬러를 조정하기 위한 캘리브레이션 정보를 수신하는데 사용될 수 있다.
도 2는 장치(10)의 다양한 컴포넌트들 및 피처들을 도시하는 블록도이다. 전술된 디스플레이(14), 입력 구조들(16) 및 I/O 포트들(18)에 추가하여, 장치(10)는 장치(10)의 동작을 제어할 수 있는 프로세서(22)를 포함한다. 프로세서(22)는 저장소(24)로부터의 데이터를 사용하여 장치의 운영 시스템(operating system), 프로그램들, GUI 및 임의의 그외의 기능들을 실행할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 저장소(24)는 디스플레이(14)의 백색 포인트 컬러 또는 밝기 등의 특성들을 사용자가 조정할 수 있도록 하는 프로그램을 저장할 수 있다. 저장소(24)는 RAM 등의 휘발성 메모리 및/또는 ROM 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(22)는, 예를 들어, 하나 이상의 NIC(network interface card) 또는 네트워크 컨트롤러를 나타낼 수 있는 네트워크 장치(26)를 통해 또는 I/O 포트들(18)을 통해 데이터를 수신할 수 있다.
네트워크 장치(26) 및 I/O 포트들(18)을 통해 수신된 정보뿐만 아니라 저장소(24)에 포함된 정보가 디스플레이(14) 상에 표시될 수 있다. 디스플레이(14)는 일반적으로 디스플레이(14) 내의 LCD 패널(30)용 광원으로서 기능하는 LED 백라이트(32)를 포함할 수 있다. 상기 주지된 바와 같이, 사용자는 사용자 입력 구조들(16)을 통해 GUI를 조작함으로써 표시할 정보를 선택할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 사용자는 사용자 입력 구조들(16)을 통해 GUI를 조작함으로써 백색 포인트의 컬러 및/또는 밝기 등의 LED 백라이트(32)의 특성들을 조정할 수 있다. 입력/출력(I/O) 컨트롤러(34)는 입력 구조들(16), I/O 포트들(18), 디스플레이(14) 및 프로세서(22) 사이에서 데이터를 교환하기 위한 인프라스트럭처를 제공한다.
도 3은 직하형(direct-light) 백라이트(32)를 이용하는 디스플레이(14)의 실시예의 분해도이다. 디스플레이(14)는 프레임(38)에 의해 유지되는 LCD 패널(30)을 포함한다. 백라이트 확산 시트들(42)은, LED 백라이트(32) 내의 LED들(48)로부터 LCD 패널(30)로 통과하는 광을 집광하기 위해 LCD 패널(30) 배후에 위치할 수 있다. LED들(48)은 어레이 트레이(50) 상에 탑재된 백색 LED들의 어레이를 포함한다. 예를 들어, 특정한 실시예들에서, LED들(48)은 MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board) 또는 그외의 적절한 유형의 지지물 상에 탑재될 수 있다.
LED들(48)은 백색광을 방출하도록 설계된 임의의 유형의 LED들일 수 있다. 특정한 실시예들에서, LED들(48)은, 단색광을 광역 스펙트럼(broad-spectrum) 백색광으로 변환하기 위해, 인광체 재료 또는 그외의 파장 변환 재료로 코팅된 단색 LED들 등의 인광체 기반 백색 LED들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 청색 다이는 황색 인광체 재료로 코팅될 수 있다. 다른 실시예에서, 청색 다이는 녹색 인광체 재료 및 적색 인광체 재료 모두로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 청색 다이로부터의 단색광은, 인광체 재료를 여기하여 단색 광과 혼합되는 경우 백색광을 생성하는 보색(complementary colored) 광을 생성할 수 있다. LED들(48)은 또한 단일 LED 장치에서 함께 패키징된 다색 다이들을 포함하여 백색 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 적색 다이, 녹색 다이 및 청색 다이는 함께 패키징될 수 있고, 출력광들은 혼합되어 백색광을 생성할 수 있다.
하나 이상의 LCD 컨트롤러들(56) 및 LED 드라이버들(60)이 백라이트(32) 아래에 탑재될 수 있다. LCD 컨트롤러(56)는 일반적으로 LCD 패널(30)의 동작을 통제할 수 있다. LED 드라이버들(60)은, 백라이트(32) 내에 탑재된 LED들(48)의 하나 이상의 스트링들에 전력을 공급하고 이를 구동할 수 있다.
도 4는 에지-릿 백라이트(32)를 이용하는 디스플레이(14)의 실시예를 도시한다. 백라이트(32)는 프레임(38) 내에 삽입된 광 스트립(64)을 포함할 수 있다. 광 스트립(64)은 유연한 스트립 상에 탑재된 측면 점등(side-firing) LED들 등의 다수의 LED들(48)을 포함할 수 있다. LED들(48)은 LCD 패널(30)을 향해 위로 광을 유도할 수 있고, 특정한 실시예들에서, LED들(48)로부터의 광을 유도하기 위해 백라이트(32) 내에 가이드 플레이트가 포함될 수 있다. 도 4에는 도시되지 않았지만, 백라이트(32)는 특히 광 가이드 플레이트, 확산 시트들, 회로 보드들 및 컨트롤러들 등의 추가의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 또한, 그외의 실시예들에서, 다수의 광 스트립들(64)은 디스플레이(14)의 에지들 주위에서 이용될 수 있다.
2. 동적 혼합
예시적인 디스플레이(14)의 추가의 세부사항들은, 디스플레이(14)의 다양한 컴포넌트들 및 피처들을 도시하는 블록도인 도 5를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 디스플레이(14)는 LCD 패널(30), LED 백라이트(32), LCD 컨트롤러(56), LED 드라이버들(60) 및 가능한 그외의 컴포넌트들을 포함한다. 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, LED 백라이트(32)는 LCD 패널(30)용 광원으로서 작용할 수 있다. LCD 패널(30)을 비추기 위해, LED들(48)은 LED 드라이버들(60)에 의해 구동될 수 있다. 각각의 드라이버(60)는 LED들(48)의 하나 이상의 스트링들을 구동할 수 있고, 각각의 스트링은 유사한 컬러 및/또는 밝기(brightness)의 광을 방출하는 LED들(48)을 포함한다.
구체적으로, LED(48)는 컬러 또는 색도, 플럭스, 및/또는 순방향 전압과 같은 LED의 특성들을 정의하는 상이한 빈(bin)들로부터 선택된 LED들의 그룹들을 포함할 수 있다. 동일한 빈으로부터의 LED(48)는 동일한 컬러 및/또는 밝기의 광을 일반적으로 방출할 수 있다. 동일한 빈으로부터의 LED(48)는, 각각의 스트링이 개별적인 드라이버 또는 드라이버 채널에 의해 독립적으로 구동되면서, 하나 이상의 스트링이 되도록 결합될 수 있다. 스트링들은, 혼합되었을 때 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 광을 방출하도록 백라이트(32)에 걸쳐 공간적으로 분포되어 있을 수 있다. 예를 들면, 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 방출된 백색 포인트는 타겟 백색 포인트의 대략 0 내지 5 퍼센트 내에 있을 수 있을 뿐만이 아니라, 그 사이의 모든 서브범위 내에 있을 수 있다. 더 구체적으로, 방출된 백색 포인트는 타겟 백색 포인트의 대략 0 내지 1 퍼센트, 0 내지 0.5 퍼센트, 또는 0 내지 0.1 퍼센트 내에 있을 수 있다. 특정 실시예들에서, 스트링들은 백라이트에 걸쳐 인터레이싱될 수 있으나(interlaced), 다른 실시예들에서, 특정 스트링들은 백라이트의 일부분들 내에만 배치될 수 있다. 또한, 스트링들은 특정 패턴으로 또는 랜덤한 방향으로 배치될 수 있다. 스트링들의 일부 또는 모두의 구동 세기는 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 백색 포인트를 달성하도록 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 스트링들의 개별화된 구동 세기 조정은 더 많은 LED 빈들이 백라이트(32) 내에서 사용되게 허용할 수 있다.
LED 스트링들은 드라이버들(60)에 의해 구동될 수 있다. 드라이버들(60)은 인쇄 회로 기판 상에 장착되고 LED 컨트롤러(70)에 의해 제어될 수 있는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 드라이버들(60)은 LED(48)의 다중 스트링을 하나의 드라이버(60)로 독립적으로 구동하기 위해 다중 채널을 포함할 수 있다. 드라이버들(60)은 LED(48)에, 예를 들면, 각각의 LED 스트링의 캐소드 단에 전류를 공급하는 트랜지스터와 같은 전류 소스를 포함할 수 있다. 드라이버들(60)은 또한 전압 레귤레이터들을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 전압 레귤레이터들은 펄스 폭 변조(PWM) 레귤레이터들과 같은 스위칭 레귤레이터들일 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 드라이버들(60)의 구동 세기를 조정할 수 있다. 구체적으로, LED 컨트롤러(70)는 LED(48)에의 전류 및/또는 듀티 사이클을 변하게 하도록 드라이버들(60)에 제어 신호들을 보낼 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 예를 들면, 진폭 변조(AM)를 사용하여, LED(48)의 밝기 및/또는 색도를 제어하도록 드라이버(60)로부터 LED(48)로 흐르는 전류의 양을 변하게 할 수 있다. 특정 실시예들에서, LED(48)의 스트링들을 통해 흐르는 전류의 양은 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 백색 포인트를 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들면, 방출된 백색 포인트가 타겟 백색 포인트와 비교하여 청색 색조를 가질 때, 황색 색조 LED의 스트링을 통하는 전류가 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 출력을 제공하도록 증가할 수 있다. LED(48)의 스트링들을 통하는 전류를 증가시킴으로써, 백라이트(32)의 전체 밝기는 또한 증가할 수 있다. 다른 실시예들에서, LED 스트링들을 통해 흐르는 전류의 비율(ratio)은 비교적 일정한 밝기를 유지하면서 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 백색 포인트를 방출하도록 조정될 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 예를 들면, 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 듀티 사이클을 변하게 함으로써 드라이버들(60)의 구동 세기를 또한 조정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 전류 소스로의 인에이블 신호의 주파수를 증가시켜 그 전류 소스에 의해 전력 공급받는 LED(48)의 스트링에 대한 구동 세기를 증가시킬 수 있다. 상이한 LED 스트링들에 대한 듀티 사이클들은 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 백색 포인트를 제공하도록 증가 및/또는 감소할 수 있다. 예를 들면, 방출된 백색 포인트가 타겟 백색 포인트와 비교했을 때 녹색 색조를 갖는다면, 보라색 색조 LED(48)의 스트링에 대한 듀티 사이클은 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 광을 제공하도록 증가할 수 있다.
AM, PWM, 또는 다른 유사한 기술들을 통해 구동 세기를 조정할 때, LED 컨트롤러(70)는 특정 스트링들의 구동 세기를 증가시키거나, 특정 스트링들의 구동 세기를 감소시키거나, 일부 스트링들의 구동 세기를 증가시키고 다른 스트링들의 구동 세기를 감소시킬 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트 시프트의 방향을 결정하고, 이후 백색 포인트 시프트를 보완하는 색으로 하나 이상의 LED 스트링의 구동 세기를 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 백색 포인트가 청색 색조쪽으로 시프트되었다면, LED 컨트롤러(70)는 황색 색조 스트링들의 구동 세기를 증가시킬 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 또한 백색 포인트 시프트의 방향에 유사한 색조로 하나 이상의 LED 스트링들의 구동 세기를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 백색 포인트가 청색 색조쪽으로 시프트되었다면, 컨트롤러는 청색 색조 스트링들의 구동 세기를 감소시킬 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 메모리(72)에 저장된 정보를 사용하여 드라이버(60)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 메모리(72)는 백색 포인트의 시프트에 대해 보상하도록 행해질 수 있는 구동 세기 조정을 정의하는 캘리브레이션 곡선들, 테이블들, 알고리즘들 등뿐만 아니라 타겟 백색 포인트를 정의하는 값들을 저장할 수 있다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트에 매칭되는 광 출력을 유지하도록 백라이트(32)의 동작을 통해 구동 세기들을 동적으로 조정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 센서들(76)로부터 방출된 광의 속성들을 설명하는 피드백을 수신할 수 있다. 센서들(76)은 백라이트(32) 내에 또는 디스플레이(14)의 다른 컴포넌트들 내에 장착될 수 있다. 특정 실시예들에서, 센서들(76)은 백라이트(72)에 의해 방출되는 광의 밝기 및/또는 컬러를 감지하는 광 트랜지스터, 광 다이오드, 또는 광 저항기와 같은 광학 센서일 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서들(76)은 백라이트(32)의 온도를 감지하는 온도 센서일 수 있다. 센서(76)로부터의 피드백을 사용하여, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트에 매칭되는 광 출력 및/또는 밝기를 유지하도록 구동 세기들을 조정할 수 있다.
다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 센서들(76) 대신에, 또는 추가적으로 다른 소스들로부터의 피드백을 수신할 수 있다. 예컨대, LED 컨트롤러(70)는 전자 장치(10)의 입력 구조들(16)을 통해 사용자 피드백을 수신할 수 있다. 전자 장치(10)는 백라이트(32)에 의해 방출된 백색 포인트의 사용자 조정을 허용하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 디스플레이(14)는 백색광에 대응하는 전자 신호를 디스플레이(14)가 수신할 때, 사용자가 방출된 광의 색온도를 (예컨대, 고정된 값들의 작은 세트에서) 선택하도록 허용하는 색온도 컨트롤을 포함할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 장치(10) 또는 LED 백라이트(32)로부터의 피드백을 또한 수신할 수 있다. 예컨대, 백라이트(32)는 LED 백라이트(32)의 총 동작 시간을 추적하는 클록을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 구동 세기 조정을 결정하기 위해 동작 시간을 메모리(72)에 저장된 캘리브레이션 곡선 또는 표와 비교할 수 있다. 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 LCD 컨트롤러(56) 또는 프로세서(22)로부터의 피드백을 수신할 수 있다(도 2). 피드백은 백라이트(32) 또는 전자 장치(10)의 동작 상태를 설명하는 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 피드백은 LED 백라이트(32) 또는 전자 장치(10)가 파워온된 이후의 시간의 양을 특정할 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 센서들(76), 장치(10), 또는 백라이트(32), LED 컨트롤러(70)로부터 수신한 피드백에 기초하여 LED들(48)의 구동 세기를 조정할 수 있다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 어떤 스트링들이 조정되어야 할지를 결정할 수 있다. 다른 요인들 중에서, 스트링 내의 LED들의 색, 또는 백라이트(32) 내에서의 스트링의 위치에 기초하여 결정이 내려질 수 있다.
특정 실시예들에서, 백라이트는 백색 LED들(48) 외에 색 보상(color compensating) LED들(78)을 포함할 수 있다. 색 보상 LED들은 임의의 색의 LED들일 수 있으며, 백라이트(32) 내에서 일반적으로 목격되는 백색 포인트 시프트에 기초하여 선택될 수 있다. 인광체 기반 백색 LED들을 사용하는 백라이트(32)에서, LED가 노후화함에 따라 백색 포인트는 LED 다이의 색쪽으로 시프트할 수 있다. 예컨대, 황색의 인광체로 코팅된 청색 다이가 노후화함에 따라, 다이에서 방출되는 청색 스펙트럼은 감소할 수 있다. 그러나, 청색 스펙트럼과 혼합되어 백색광을 생성하는 황색 인광체에 의해 방출되는 여기 스펙트럼은 청색 스펙트럼보다 더 빠른 속도로 감소할 수 있다. 그러므로, 방출되는 광은 청색 색조 쪽으로 시프트할 수 있다. 이러한 시프트를 보상하기 위해 색 보상 LED들(78)은 황색 또는 황색 색조를 가질 수 있다. 다른 예에서, 적색 및 녹색 여기 스펙트럼들이 청색 스펙트럼보다 빠른 속도로 감소하기 때문에, 적색 및 녹색 인광체 재료로 코팅된 청색 다이는 청색 색조 쪽으로 시프트할 수 있다. 이러한 예에서, 시프트를 보상하기 위해 색 보상 LED들(78)은 혼합된 적색 및 녹색 LED들을 포함할 수 있다.
색 보상 LED들(78)은 백라이트(32) 전체의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 백색 LED들(48)의 구동 세기를 일정한 속도로 유지하면서 색 보상 LED들(78)의 구동 세기만을 조정할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 색 보상 LED들(78)은 백색 LED들(48)의 조정과 함께 조정될 수 있다.
도 5에 연관하여 설명한 것과 같이, LED들(48)은 다수의 빈들로부터 선택될 수 있으며, 각각의 빈은 색, 밝기, 순방향 전압, 플럭스(flux), 색조와 같은 LED들의 색 및/또는 밝기 특성들을 정의한다. 도 6은 예를 들어 상업적인 LED 제조업자로부터의, LED들을 빈(86)들로 그룹화하는 데 사용될 수 있는 대표적인 LED 빈 차트(80)를 도시하며, LED들의 각각의 빈은 서로 다른 백색 포인트를 나타낸다. 빈 차트(80)는 일반적으로 표준 관찰자에 의해 목격되는 색을 x 및 y축들(82 및 84)에 도시하여 색도(chromaticity) 값들을 플롯(plot)할 수 있다. 예컨대, 빈 차트(80)는 국제 조명 위원회(International Commission of Illumination; CIE)에 의해 개발된 CIE 1931 색도 다이어그램에 대응하는 색도 좌표들을 사용할 수 있다. 특정 실시예들에서, D65가 6,500K의 색온도에 대응하고, 표준 주광(daylight)을 대표하는 표준 조명의 CIE D 시리즈가 사용될 수 있다. 빈 차트(80)에서, x축(82)은 일반적으로 x축(82)을 따라 청색에서 적색으로 이동할 수 있는 x 색도 좌표들을 플롯할 수 있으며, y축(84)은 일반적으로 y축(84)을 따라 청색에서 녹색으로 이동할 수 있는 y 색도 좌표들을 플롯할 수 있다.
LED 백라이트(32) 각각은 색도 좌표, 삼자극치(tristimulus values) 등의 세트로 대표되는 기준 또는 타겟 백색 포인트를 가질 수 있다. 예컨대, 특정 실시예들에서, 타겟 백색 포인트를 선택하기 위해 표준 조명의 CIE D 시리즈가 사용될 수 있다. LED들(48) 각각으로부터의 광이 혼합될 때, 방출되는 광이 타겟 백색 포인트와 밀접하게 매칭하도록 백라이트(32) 각각을 위한 LED들이 선택될 수 있다. 특정 실시예들에서, 백라이트(32)에 의해 방출된 광의 국지적 색 편차를 줄이기 위해 LED들(48)은 LED 백라이트 내에 배치될 수 있다.
타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 광출력을 갖는 LED 백라이트(32)를 조립하기 위해 타겟 백색 포인트에 근접한 광출력을 갖는 LED들(48)이 선택될 수 있다. 예컨대, 차트(80)에 도시된 것과 같이, 빈 W는 타겟 백색 포인트를 포함할 수 있다. 빈 W LED들 모두를 사용하는 백라이트는 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭할 수 있다. 그러나, 백라이트 내에서 더 많은 수의 빈들이 사용된다면 제조 비용이 감소할 수 있다. 따라서, 예컨대 인접한 빈들 N1 -12로부터의 LED들이 백라이트 내에서 사용될 수 있다. 인접한 빈들 N1 -12로부터의 LED들은 타겟 백색 포인트에 근접한 출력을 생성하기 위해 백라이트 내에서 선택적으로 배치되고, 인터레이싱되고, 또는 무작위로 혼합될 수 있다. 방출된 광을 타겟 백색 포인트에 더 근접하게 정렬시키기 위해, 예컨대 AM 또는 PWM을 통해 서로 다른 빈들로부터의 LED들의 구동 세기가 독립적으로 조정될 수 있도록, 동일한 빈으로부터의 LED들은 분리된 스트링들로 결합될 수 있다.
특정 실시예에서, 둘 이상의 이웃하는 빈(bin)들인 N1-12로부터의 LED가 LED 백라이트 내에서 선택되어 혼합될 수 있다. 예를 들어, 백라이트는 상보적 빈들 N9 및 N4로부터; 상보적 빈들 N3 및 N8로부터; 상보적 빈들 N12 및 N6으로부터; 또는 상보적 빈들 N9, N7 및 N2로부터 LED를 채용할 수 있다. 또한 원하는 백색 포인트를 산출하기 위해 타겟 백색 포인트 빈 W로부터의 및 이웃 빈들 N1-12로부터의 LED들이 혼합될 수 있다. 예를 들면, 백라이트는 빈들 W, N7 및 N2로부터; 빈들 W, N11 및 N5로부터; 또는 빈들 W, N1 및 N6으로부터의 LED들을 채용할 수 있다. 또한, 색 보상 LED(78)는 백색 LED(48) 내에 포함될 수 있다. 물론, 빈들의 임의의 적합한 보상이 백라이트 내에서 채용될 수 있다. 또한, 도시된 보다 넓은 범위의 빈들이 채용될 수 있다.
도 7-9는 백라이트(32) 내에 채용될 수 있는 LED 배열의 실시예를 도시한다. 도 7은 두개의 광 스트립(64A 및 64B)을 포함하는 백라이트(32)의 실시예를 도시한다. 상이한 빈들로부터의 LED는 각각의 광 스트립(64A 및 64B) 내에 채용될 수 있다. 특히, 상부 광 스트립(64A)은 빈들 N4 및 N9로부터의 LED를 포함하는 반면에, 하부 광 스트림(64B)은 빈들 N9, N4 및 W로부터의 LED들을 포함한다. 각각의 빈으로부터의 LED들은 별도의 스트링들로 그룹화될 수 있어서 백라이트(32)를 원하는 백색 포인트로 양호하게 미세 조정(fine tune)하기 위해 각각의 빈에 대해 구동 세기가 독립적으로 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 채용되는 LED 빈들은 변할 수 있다.
도 8 및 9는 어레이 트레이(50)에 LED(48)가 실장된 백라이트(32)의 실시예를 도시한다. 도 8에서, 빈들 W, N1, 및 N7로부터의 LED가 백라이트(32)에 배열된다. 빈들 N1, 및 N7은 백색 포인트 빈 W의 맞은편들로부터 선택된 보상 빈들을 나타낼 수 있다. 도 9에서, 백색 포인트 빈 W는 도시되지 않는다. 그러나, 상보적 이웃 빈들 N3 및 N8로부터의 LED들이 백라이트(32) 전체에 위치되어 있다. 다른 실시예에서, 임의의 개수의 이웃 빈들 N1-12로부터의 LED의 다양한 패턴들 또는 랜덤 순서들이 백라이트(32) 내에 포함될 수 있다. 또한, 상이한 빈들 N1-12의 개수 및 W는 변할 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 LED 백라이트(32)의 동작을 도시하는 개략도이다. 각각의 빈 N3 및 N8로부터의 LED들은 별도의 스트링들[각각은 별도의 드라이버(60A 또는 60B에 의해 구동됨]로 조직된다. 특히, 빈 N8 LED의 스트링은 드라이버(60A)에 연결되고 빈 N3 LED의 스트링은 드라이버(60B)에 연결된다. 각각의 드라이버(60A 및 60B)는 LED 컨트롤러(70)에 통신가능하게 결합된다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 각각의 드라이버의 구동 세기를 변화시키기 위해 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 백색 포인트를 조정하기 위해, LED 컨트롤러(70)는 PWM 듀티 사이클(88 및 90)을 변화시키도록 드라이버들(60A 및 60B)에 신호를 보낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 드라이버(60)는 드라이버(60B)에 의해 빈 N3 LED에 인가되는 PWM 듀티 사이클(90)의 주파수의 약 절반을 갖는 PWM 듀티 사이클(88)에서 빈 N8 LED에 현재 전압을 가하고(energize) 있다. 그러나, 백색 포인트 조정이 이루어져야 한다고 LED 컨트롤러(70)가 판정한다면, LED 컨트롤러(70)는 목표 백색 포인트에 매칭하도록 백색 포인트를 조정하기 위해 듀티 사이클(88 및 90) 중 하나 또는 양쪽 모두를 변화시킬 수 있다.
특정 실시예에서는, 백색 포인트 조정에 대응하는 제어 신호가 메모리(72) 내에 저장될 수 있다. 백라이트의 동작 동안에, LED 컨트롤러(70)가 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 광 출력을 유지하도록 듀티 사이클(88 및 90)에 대해 지속적인 또는 주기적 조정들을 할 수 있다. 각각의 빈 N3 및 N8로부터의 LED들에 대한 독립적인 구동 세기는 타겟 백색 포인트를 달성하기 위해 LED들의 각각의 빈으로부터의 광 출력의 보다 정확한 혼합을 허용할 수 있다. 또한, 비록 조정을 PWM 듀티 사이클의 맥락에서 나타내었더라도, 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)가 듀티 사이클(88 및 90)을 변화시키는 대신에, 또는 그에 부가하여, 드라이버(60A 및 60B)에 인가되는 전류의 레벨을 조정할 수 있다.
도 11은 백라이트 내의 동적 구동 LED를 위한 방법(92)의 흐름도를 도시한다. 본 방법은 도 10에 도시된 빈 N8과 같은 제1 빈으로부터 선택된 LED에 대한 구동 세기를 결정(블록 94)함으로써 시작할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)(도 10)가 메모리(72)에 저장된 제작자 세팅, 캘리브레이션(calibration) 곡선, 테이블 등과 같은 데이터에 기초하여 구동 세기를 설정할 수 있다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 하나 이상의 센서(76)(도 5)로부터 수신된 피드백에 기초하여 구동 세기를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자가 디바이스(10)의 GUI를 통해, 예를 들면 입력 구조(16)를 통해, 구동 세기를 입력할 수 있다. 이러한 실시예들에서, I/O 컨트롤러(34)(도 2)는 프로세서(22)(도 2)로부터 디스플레이(14)로 구동 세기 정보를 전송할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 프로세서(22)(도 2)로부터 구동 세기를 조회할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(10)는 사용자 입력, 센서(76)로부터 수신된 피드백, 다른 전자 장치로부터 수신된 외부 입력, 또는 그것들의 조합에 기초하여 구동 세기를 결정하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있다.
구동 세기를 결정한 후에, LED 컨트롤러(70)는 제1 빈으로부터의 LED에 대해 드라이버를 조정(블록 96)할 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 빈 N8로부터의 LED의 구동 세기를 조정하기 위해 드라이버(60A)에 제어 신호를 보낼 수 있다. 특정 실시예에서, 제어 신호는 전류의 레벨 또는 드라이버(60)로부터 LED로 패스하는 전류의 듀티 사이클을 조정할 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 그 후 도 10에 도시된 빈 N3과 같은 제2 빈으로부터 선택된 LED에 대한 구동 세기를 결정(블록 98)할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 메모리(72)에 저장된 데이터, 프로세서(22)로부터 조회된 데이터, 사용자에 의해 입력된 데이터, 및/또는 다른 것들 중에서 센서(76)(도 5)로부터 수신된 피드백에 기초하여 구동 세기를 결정할 수 있다. LED 컨트롤러는 그 후 제2 빈들로부터의 LED에 대해 드라이버를 조정(블록 100)할 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 빈 N3으로부터의 LED의 구동 세기를 조정하기 위해, 예를 들어 AM 또는 PWM을 이용함으로써, 드라이버(60B)에 제어 신호를 보낼 수 있다.
그 후 드라이버(60A 및 60B)는 LED 컨트롤러(70)가 피드백을 수신(블록 102)할 때까지 독립적인 구동 세기에서 제1 및 제2 빈들로부터의 LED를 계속 구동할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트가 타겟 백색 포인트로부터 시프트되었다고 지시하는 피드백을 센서(76)(도 5)로부터 수신할 수 있다. 다른 예에서는, LED 컨트롤러(70)가 전자 장치(10)의 GUI를 통해 사용자로부터 피드백을 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 프로세서(22)(도 2)로부터 디바이스(10)의 동작 상태를 지시하는 피드백을 수신할 수 있다. 예를 들면, 디바이스(10) 내의 클록이 지정된 시간이 경과했다는 피드백을 제공할 수 있고, LED 컨트롤러(70)는 따라서 드라이버들을 조정할 수 있다. 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 LED 컨트롤러(70) 내에 표시된 클록과 같은 디바이스로부터 디바이스(10)의 동작 상태를 지시하는 피드백을 수신할 수 있다.
피드백에 응답하여, LED 컨트롤러(70)는 제1 빈으로부터의 LED의 구동 세기를 다시 결정(블록 94)할 수 있다. 본 방법(92)은 모든 구동 세기가 조정될 때까지 계속할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 임의의 개수의 LED 빈들에 대해 구동 세기를 조정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 또는 그보다 많은 빈들로부터의 LED에 대한 구동 세기를 조정할 수 있다. 개개의 드라이버 또는 동일한 드라이버 내 별도의 채널을 이용하여 독립적인 구동 세기 조정이 만들어질 수 있다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)가 LED 스트링들의 단지 일부의 구동 세기를 조정하는 동시에, 나머지 LED 스트링들은 일정한 레이트에서 구동된 채로 남아있을 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, 동일한 빈으로부터의 LED들은 하나 보다 많은 스트링으로 그룹화될 수 있는데, 각 스트링은 개별적으로 조정된다.
도 12는 원하는 백색 포인트를 이루기 위해 컬러 보상 LED(78)를 채용할 수 있는 LED 백라이트(32)의 실시예를 도시한다. 컬러 보상 LED(78)는 백색 LED(48)들 사이에서 섞일(intermix) 수 있고 하나 이상의 스트링으로 함께 그룹화될 수 있다. 컬러 보상 LED(78)의 스트링은 백색 LED(49)의 스트링으로부터 분리되어 컬러 보상 LED(78)의 구동 세기가 백색 LED(48)의 구동 세기로부터 독립적으로 조정되게끔 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 컬러 보상 LED(78)의 방향은 변할 수 있다. 또한, 임의의 개수의 컬러 보상 LED(78)가 사용되어 백라이트(32) 전체에 분포되거나 백라이트(32)의 여러 영역들 내에 위치될 수 있다.
컬러 보상 LED(78)는 빈 C로부터 선택된 LED를 포함할 수 있다. 도 5와 관련지어 상술한 바와 같이, 컬러 보상 LED(78)에 대한 빈 C는 백색 포인트 시프트를 보상하기 위해 설계된 컬러를 나타낼 수 있다. 특정 실시예에서, 빈 C는 백라이트(32) 내의 LED가 경험한 백색 포인트 시트프에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 어떤 백라이트들은 청색 색조를 향한 백색 포인트 시프트를 경험할 수 있다. 이들 백라이트들에서, 색 보상 LED들(78)이 황색 스펙트럼으로부터 선택되어, 청색 시프트의 보상을 허용할 수 있다.
도 13은 도 12의 LED 백라이트의 동작을 예시하는 개략도이다. 색 보상 LED들(78)은 하나의 드라이버(60B)에 의해 구동되는 스트링으로 함께 연결된다. 백색 LED들(48)은 다른 드라이버(60A)에 의해 구동되는 다른 스트링으로 함께 연결된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 백색 LED들(48) 및 색 보상 LED들(78)은 동일한 드라이버의 별개의 채널들에 의해 구동될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 백색 LED들(48)은 개별적인 드라이버들 또는 채널들을 사용하여 별개의 구동 세기들로 구동될 수 있다.
도시된 바와 같이, 드라이버(60A)는 일정한 구동 세기로 백색 LED들(48)을 구동할 수 있고, 드라이버(60B)는 타겟 백색 포인트를 유지하기 위하여 색 보상 LED들(48)의 구동 세기를 변화시킨다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트를 유지하기 위하여 드라이버(60B)의 구동 세기를 계속해서 변화시키거나 또는 주기적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 백색 포인트 보상을 원할 때까지 드라이버(60B)는 색 보상 LED들(78)을 구동하지 않을 수 있다.
도 14는 타겟 백색 포인트를 달성하기 위하여 색 보상 LED들(78)을 사용하기 위한 방법(104)을 도시하는 흐름도이다. 방법은 백색 LED들의 구동 세기를 설정함으로써[블록(106)] 시작할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 일정한 레이트로 빈들(N8 및N4)로부터의 백색 LED들을 구동하기 위하여 드라이버(60A)를 원하는 구동 세기로 설정할 수 있다. 백색 LED들의 각각의 스트링은 동일한 레이트 또는 상이한 레이트로 구동될 수 있다. 백색 LED 구동 세기를 설정한 후, LED 컨트롤러(70)는 색 보상 LED들(78)의 구동 세기를 결정할 수 있다[블록(108)]. 도 11과 관련하여 위에서 기술된 바와 같이, 구동 세기는 사용자 입력, 메모리(72)(도 13)에 저장된 정보, 센서들(76)(도 5)로부터의 피드백 및/또는 디바이스(10)로부터 수신된 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 특정 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 입력 또는 정보를 사용하여 타겟 백색 포인트로부터의 편차(deviation)의 방향 및/또는 양을 결정할 수 있다. 그 후, 편차에 기초하여, LED 컨트롤러(70)는 편차를 보상할 수 있는 구동 세기를 결정할 수 있다.
그 후, 컨트롤러는 색 보상 LED 드라이버를 결정된 구동 세기로 조정할 수 있다(블록(110). 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 결정된 구동 세기로 드라이버(60B)를 조정할 수 있다. 그 후, 드라이버들(60A 및 60B)은 추가적인 피드백이 수신될 때까지[블록(112)] 그 각각의 구동 세기들로 LED들(48 및 78)을 구동할 수 있다. 피드백은 센서들(76)(도 5), 프로세서(22)(도 2), 사용자 입력 등으로부터의 정보를 포함할 수 있으며, 이 정보는 백색 포인트 조정이 필요하다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 센서들(76)은 백색 포인트 시프트를 나타내기 위하여 색 또는 온도 값들과 같은 정보를 LED 컨트롤러(70)로 전송할 수 있다. 피드백을 수신한 후[블록(112)], LED 컨트롤러(70)는 색 보상 LED들에 대한 구동 세기를 다시 결정할 수 있다[블록(108)].
특정 실시예들에서, 도 11 및 도 14에 도시된 바와 같이, 방법들(92 및 104)은 색 보상 LED들(78) 및 백색 LED들(48)의 구동 세기들 둘다를 동적으로 조정할 수 있도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 어떤 상황들에서, 색 보상 LED들의 구동 세기 조정은 백색 포인트 편차를 완전히 보상하지 못할 수 있다. 이들 상황들에서, 백색 LED들(48)의 구동 세기는 또한 타겟 백색 포인트를 달성하기 위하여 조정될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 방법들(92 및 104)은 디바이스(10)의 상이한 동작 상태들 또는 기간들 동안에 사용될 수 있다. 예를 들어, 백색 포인트 편차가 백라이트 컴포넌트들의 에이징에 의해 유발되면, 색 보상 LED들의 구동 세기는 도 14에 도시된 바와 같이 편차를 보상하는 데에 사용될 수 있다. 그러나, 백색 포인트 편차가 높은 주변 온도이면, 백색 LED들(48)의 구동 세기는 도 11에 도시된 바와 같이 편차를 보상하도록 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 백라이트(32)는 LED들(48)의 스타트업 동안에 백색 포인트 편차를 경험할 수 있다. 백색 LED들(48), 색 보상 LED들(78) 또는 그 결합의 구동 세기는 스타트업 기간 동안에 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 선택된 방법(92 또는 104)은 특히 백라이트(32)가 경험한 동작 시간들, 백색 포인트로부터의 편차의 크기, 또는 백색 포인트로부터의 편차의 방향에 의존할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 동작 상태들 및 기간들은 단지 예시로서 제공되었으며, 한정하기 위한 의도가 아니다. 방법들(92 및 104)은 여러 가지 동작 상태들 또는 기간들에서 서로 결합하여 또는 독립적으로 사용될 수 있다.
도 15는 센서들(76)을 포함하는 백라이트(32)의 실시예를 도시한다. 센서들(76)은 광학 센서들, 온도 센서들 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 센서들(76)은 그 크기가 LED들의 휘도와 관련되는 신호들을 생성하는 포토트랜지스터들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서들은 포토다이오드들, 포토레지스터들, 또는 LED들(48 및 78)에 의해 방출된 광의 색 및/또는 휘도를 검출하는 다른 광학 센서들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서들(76)은 백라이트(32)의 온도를 감지하는 온도 센서들을 포함할 수 있다. 이들 실시예들에서, LED 컨트롤러(70)는 온도 데이터를 사용하여 백색 포인트 조정을 결정할 수 있다. 임의의 수의 센서들(76) 및 센서들(76)의 구성은 백라이트(32) 내에 포함될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 센서들(76)은 특히 트레이(50)(도 3) 또는 프레임(38)(도 3)의 배면과 같이 백라이트(32)의 다른 위치들에 배치될 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 백라이트(32)의 동작을 도시하는 개략도이다. 센서들(76)은 드라이버들(60A 및 60B)의 구동 세기를 조정하기 위하여 LED 컨트롤러(70)에 통신가능하게 연결되어 LED 컨트롤러(70)에 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서들(76)은 LED들(48 및 78)에 의해 방출된 광의 색도 값들을 검출할 수 있고, 이 값들에 대응하는 신호들을 LED 컨트롤러(70)에 전송할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 이들 신호들을 사용하여 드라이버들(60A 및 60B)에 대한 구동 세기 조정을 결정할 수 있고, 이어서 그들의 구동 세기를 변화시키기 위하여 제어 신호들을 드라이버들(60A 및 60B)에 전송할 수 있다.
도 15 및 도 16의 백라이트(32)는 빈들(N5 및 N11)로부터의 백색 LED들을 포함하고, 2개의 상이한 빈들(C1 및 C2)로부터의 색 보상 LED들(78)을 포함한다. 각각의 빈으로부터의 LED들은 스트링들로 함께 결합되고, 각각의 스트링은 드라이버들(60A 또는 60B) 중 하나의 채널에 의해 독립적으로 구동된다. 빈들(C1 및 C2)은 백색 포인트 시프트를 보상하도록 설계된 컬러 LED들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 및 녹색 형광체 재료들을 갖는 형광체 기반 LED들을 사용하는 백라이트에서, 빈(C1)은 적색 스펙트럼을 포함할 수 있고, 빈(C2)은 녹색 스펙트럼을 포함할 수 있다.
센서들(76)로부터 피드백을 수신하는 것에 응답하여, LED 컨트롤러(70)는 구동 세기 조정을 결정할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 센서들(76)로부터 색도 값들 또는 온도 값들을 수신할 수 있고, 이 값들을 메모리(72) 내에 저장된 보상 정보(118)와 비교할 수 있다. 보상 정보(118)는, LED 컨트롤러(70)가 센서(76)로부터 수신된 피드백에 기초하여 구동 세기 조정을 결정하는 데에 이용할 수 있는 캘리브레이션 곡선, 알고리즘, 테이블 등을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 보상 정보(118)는 타겟 백색 포인트으로부터의 편차의 방향 및 양을 결정하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 보상 정보(118)는 또한, 구동 세기 조정의 양뿐만 아니라, LED의 어느 스트링(48 및 78)이 백색 포인트 편차에 기초하여 조정되어야하는 지를 지정할 수 있다.
메모리(72)는 또한, 구동 세기에 대한 최대 값, 최소 값, 비율 또는 범위를 지정하는 제한(120)을 포함할 수 있다. 구동 세기 조정을 행하기 전에, LED 컨트롤러(70)는 새로운 구동 세기가 제한(120) 내에 있음을 보장할 수 있다. 예를 들어, 제한(120)은 LCD 패널(도 2의 30) 상의 가시적인 아티팩트를 방지하기 위해 구동 세기들 간에 작은 차이만이 존재하는 것을 보장할 수 있다.
도 17은 센서를 이용하여 타겟 백색 포인트를 유지하기 위한 방법(122)의 흐름도를 도시한다. 방법(122)은 센서 피드백을 수신(블록 124)함으로써 시작될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터 피드백을 수신할 수 있다. 피드백은 LED 컨트롤러(70)가 백라이트(32)에 의해 방출되는 백색 포인트를 결정하는 데에 이용할 수 있는 명도, 색도 값, 온도 또는 기타 데이터를 나타내는 전기 신호들의 형태일 수 있다. 그 다음, LED 컨트롤러(70)는 메모리(72) 내에 저장된 예를 들어, 알고리즘, 테이블, 캘리브레이션 곡선, 루틴 등을 이용하여 타겟 백색 포인트으로부터의 편차를 결정(블록 126)할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터 색도 값들을 수신할 수 있다. 색도 값들에 기초하여, LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트 편차를 결정할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 색도 값들을 메모리(72) 내에 저장된 타겟 백색 포인트 값들에 비교하여, 방출된 광이 타겟 백색 포인트와 비교했을 때 너무 청색 또는 황색을 띠는 지를 결정할 수 있다.
백색 포인트 편차를 결정한 후, LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트 보상을 결정(블록 128)할 수 있다. 특정 실시예에서, 백색 포인트 편차의 방향에 기초하여, LED 컨트롤러(70)는 LED의 어느 스트링이 구동 세기 조정을 수신해야 하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 백색 포인트 편차가 방출된 광이 너무 보라색이라고 나타내면, LED 컨트롤러(70)는 녹색 빈(green bin)으로부터 LED를 구동하기 위한 구동 세기 조정을 증가된 구동 세기로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 빈 C2로부터 LED를 컬러 보상하는 것은 녹색 스펙스럼을 방출할 수 있는 한편, C1로부터 LED를 컬러 보상하는 것은 적색 스펙스럼을 방출할 수 있다. 방출된 광이 너무 보라색인 경우, LED 컨트롤러는 1) C2 LED들을 더 높은 구동 세기에서 구동하거나, 2) C1 LED를 더 낮은 구동 세기를 구동하거나, 3) C1 구동 세기과 C2 구동 세기의 비율을 조정할 수 있다. 도 5 및 도 10 내지 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 AM, PWM 또는 기타 적합한 기술을 이용하여 구동 세기를 변경할 수 있다.
새로운 구동 세기가 결정되었으면, LED 컨트롤러(70)는 조정이 제한 내에 있는지를 결정(블록 130)할 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 드라이버(60A 및 60B)에 대한 새로운 구동 세기가 메모리(72) 내에 저장된 제한(120) 내에 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 특정 실시예에서, 제한(120)은 백라이트(32) 및 LCD 패널(30)에 걸친 일관성을 향상시킬 수 있으며, 가시적인 아티팩트를 감소시킬 수 있다.
결정된 보상이 제한 내에 있지 않으면, LED 컨트롤러(70)는 다시 보상을 결정할 수 있다(블록 128). 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 서로 다른 구동 세기 값들, 또는 백색 포인트 편차에 대해 여전히 보상하는 비율을 결정할 수 있다. 보상이 제한 내에 있으면, LED 컨트롤러(70)는 드라이버들을 결정된 구동 세기로 조정할 수 있다(블록 132). 물론, 특정 실시예에서, 제한(120)이 포함될 수 있고, 블록(130)이 생략될 수 있다.
도 5 내지 도 17에서 설명된 구동 세기 조정은 백색 포인트 LED(48)를 포함한 다양한 백라이트, 컬러 보상 LED(78) 또는 이들의 조합과 함께 이용될 수 있다. 또한, 조정은 임의의 수의 빈(bin)들으로부터 LED를 포함하는 백라이트들과 함께 이용될 수 있다. 조정은 백라이트의 동작 동안 내내 주기적으로 또는 연속적으로 이루어질 수 있다. 그러나, 특정 실시예에서, 구동 세기 조정은 LED(48 및 78) 및 다른 백라이트 또는 디스플레이 컴포넌트의 에이징로 인해 시간이 지남에 따라 발생하는 백색 포인트 편차에 대해 보상하는 데에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라 LED의 밝기 및/또는 컬러 출력이 변할 수 있다.
3. 에이징 보상
도 18은 시간이 지남에 따라 백라이트(32)의 휘도(luminance)가 어떻게 변화하는지를 도시하는 도표이다. Y-축(138)은 백라이트의 휘도를 니트(Nit)로 나타내고, x-축(140)은 여기서 시간 단위로 측정된 백라이트의 동작 수명을 나타낸다. 곡선(142)은 동작 시간(140)이 증가함에 따라 휘도(138)가 얼마나 감소할 수 있는지를 나타낸다. 위에서 언급한 바와 같이, 백라이트(32)의 휘도의 변화로 인해 백색 포인트가 변화할 수 있다.
도 19는 LED(48 및 78) 및 다른 컴포넌트들이 에이징함에 따라 백라이트의 색도가 얼마나 변할 수 있는지를 도시하는 도표(144)를 도시한다. 특히, 도표(144)는 황색 인광체 LED를 포함하는 백라이트에 대한 색도의 변화를 도시한다. Y-축(146)은 색도 값을 나타내고, x-축(148)은 백라이트의 동작 수명을 시간 단위로 도시한다. x 색도 값은 곡선(150)에 의해 나타내어지고, y 색도 값은 곡선(152)에 의해 나타내어진다. 곡선(150)에 의해 나타난 바와 같이, x 값은 에이징함에 따라 전반적으로 적색에서 청색으로 변할 수 있다. 곡선(152)에 의해 나타난 바와 같이, y 값은 에이징함에 따라 전반적으로 황색에서 청색으로 변할 수 있다. 전체적으로, 백라이트의 백색 포인트는 푸르스름한 색조 쪽으로 변화할 수 있다. 따라서, 원하는 백색 포인트를 유지하기 위해, 황색 및/또는 적색 색조를 갖는 LED의 스트링들의 구동 세기가 시간이 지남에 따라 증가하여, 백색 포인트 변화에 대해 보상할 수 있다.
도 20은 디스플레이 에이징에 따라 타겟 백색 포인트를 유지하기 위한 방법(158)을 도시하는 흐름도이다. 방법(158)은 디스플레이(도 2의 14)의 에이징을 검출(블록 160)함으로써 시작할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(도 2의 14), 백라이트(도 2의 32) 또는 장치(도 2의 10) 내의 클럭이 백라이트의 동작 시간을 추적할 수 있다. 특정 동작 시간이 초과되면, 클럭은 에이징이 발생하였다는 것을 나타내는 피드백을 LED 컨트롤러(70)에 제공할 수 있다. 클럭은 특히, 백라이트(32)에 대한 동작 시간, LED(48)과 같은 백라이트 내의 각각의 컴포넌트들에 대한 동작 시간, 또는 디스플레이(14)에 대한 동작 시간을 추적할 수 있다. 다른 실시예에서, 클럭은 LED 컨트롤러(70)에 동작 시간을 연속적으로 제공할 수 있고, LED 컨트롤러(70)는 임계 동작 시간이 초과된 때를 결정할 수 있다.
에이징은 또한, 백라이트(32) 내에 포함된 센서에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 센서(76)는 LED 컨트롤러(70)에 에이징을 나타내는 피드백을 제공할 수 있다. 특정 실시예에서, 센서(76)는 백라이트(32)에 의해 방출된 광의 컬러 또는 명도를 검출할 수 있다. 그 다음, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 피드백을 이용하여 에이징이 발생하였음을 결정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 피드백을 메모리(72) 내에 저장된 휘도(brightness) 또는 컬러 임계치와 비교할 수 있다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는, 센서(76)로부터의 피드백이 방출된 백색 포인트가 타겟 백색 포인트로부터의 특정 양만큼 시프트하였음을 나타낼 때 에이징(aging)이 발생하였다고 검출할 수 있다.
에이징 검출시, LED 컨트롤러(70)는 에이징에 의한 백색 포인트에서의 시프트를 결정할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 테이블, 알고리즘, 캘리브레이션(calibration) 곡선 등을 이용하여 백색 포인트 편차(deviation)를 결정할 수 있다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 컬러 값들 및/또는 밝기를 이용하여 방출된 광이 타겟 백색 포인트로부터 어느만큼 벗어났는지를 결정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 컬러 값들을 메모리(72) 내에 저장된 타겟 백색 포인트 값들과 비교하여 백색 포인트 시프트를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 클럭(clock)에 의해 제공된 동작 시간을 이용하여 백색 포인트 편차를 결정할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 동작 시간을 메모리(72)에 저장된 캘리브레이션 곡선와 비교할 수 있는데, 이 캘리브레이션 곡선은 동작 시간을 백색 포인트 시프트에 상관시킨다.
그 다음 백색 포인트 시프트에 기초하여, 컨트롤러는 백색 포인트 보상을 결정할 수 있다(블록 164). 특정 실시예에서, 도 18에 일반적으로 도시된 바와 같이, 백색 포인트 보상은 밝기 감소를 보상할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)가 밝기가 감소하였다고 판정하면, LED 컨트롤러(70)는 타겟 밝기 레벨을 달성하도록 각 드라이버의 구동 세기(driving strength)를 증가시킬 수 있다. 특정 실시예에서, 타겟 밝기 레벨은 백라이트(32)의 메모리(72) (도 5) 내에 저장될 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 또한 백색 포인트 보상에 대한 개별적인 구동 세기 조정을 결정할 수 있다. 개별적인 구동 세기 조정은 도 19에 일반적으로 도시된 바와 같이, 방출된 광의 컬러 또는 색도 값(chromaticity values)에서의 시프트를 보상할 수 있다. 도 17에 관련하여 상술한 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트 편차에 기초하여 LED 스트링에서 중 어느 LED가 구동 세기 조정을 수신해야하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 방출된 백색 포인트가 지나치게 청색이라면, LED 컨트롤러(70)는 황색 색조의 LED 스트링의 구동 세기를 증가시킬 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 백색 LED 스트링(48) 및/또는 CC(color compansating) LED 스트링(78)을 선택하여 구동 세기 조정을 수신할 수 있다.
구동 세기 조정량은 백색 포인트 편차의 크기(magnitude)에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 에이징 검출시 특정된 레이트로 특정 구동 세기를 지속적으로 증가시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 세기 증가율이 메모리(72) 내에 저장될 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 조정이 메모리(72) 내에 저장된 리미트(120; 도 16-17) 내에 있음을 보장할 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 또한 구동 세기 조정을 결정할 때 백라이트의 밝기를 고려할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 구동 세기들 간의 비율을 조정하면서 타겟 밝기 및 타겟 백색 포인트 모두를 달성하도록 각 스트링의 전체 구동 세기를 증가시킬 수 있다.
백색 포인트 보상을 결정한 후, LED 컨트롤러(70)는 구동 세기를 결정된 레벨로 조정할 수 있다(블록 166). 그 다음 LED 컨트롤러(70)는 에이징을 더 검출하고(블록 160), 방법(158)을 다시 시작할 수 있다. 특정 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 피드백을 지속적으로 수신하여 에이징을 검출할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 주기적으로 에이징을 검사할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 검사가 수행되어야 함을 나타내는 사용자 입력을 장치(10)가 수신할 때 에이징을 검사할 수 있다.
에이징 보상이 이루어진 후에, 방출된 백색 포인트를 타겟 백색 포인트로 미조정(fine tune)하도록 하는 조정이 더 이루어질 수 있다. 도 21은 방출된 백색 포인트를 미세 조정하기 위한 방법(168)을 도시하는 흐름도이다. 방법(168)은 에이징을 검출(블록 170)함으로써 시작될 수 있다. 예를 들면, 도 21에 관련하여 기술한 바와 같이, 컨트롤러는 클럭으로부터 또는 센서로부터의 피드백에 기초하여 에이징을 검출할 수 있다. 그 다음 LED 컨트롤러(70)는 에이징에 기초하여 백색 포인트 보상을 결정할 수 있다(블록 172). 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 캘리브레이션 곡선, 테이블, 알고리즘 등과 같은 보상 정보(118; 도 16)를 이용할 수 있는데, 이 보상 정보는 구동 세기 또는 구동 세기 조정을 동작 시간, 컬러 값, 휘도 값 등에 상관시킨다. 보상 정보(118)는 또한 구동 세기 조정을 수신해야하는 드라이버 또는 채널을 특정할 수 있다. 백색 포인트 보상을 결정한 후에, LED 컨트롤러(70)는 드라이버를 결정된 구동 세기로 조정할 수 있다(블록 174). 이 조정은 실질적으로 타겟 백색 포인트와 매칭하는 방출된 백색 포인트로 광 출력을 복구할 수 있다.
그 다음 컨트롤러는 방출된 백색 포인트가 타겟 백색 포인트에 보다 근접하게 매칭하도록 해줄 수 있는 미세 조정을 결정할 수 있다(블록 176). 예를 들면, 장치(10)는 사용자로부터 미세 조정 입력을 수신하기 위한 소프트웨어 애플리케이션을 포함할 수 있다. 사용자는, 예를 들어, 사용자 입력 구조들(16; 도 1) 중 하나를 이용하여 GUI를 통해 입력을 제공할 수 있다. 특정 실시예에서, 사용자는 디스플레이의 백색 포인트를 캘리브레이션 곡선 또는 차트와 비교하여 미세 조정 입력을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는, 예를 들어, 네트워크 장치(26; 도 2) 또는 I/O 포트(18; 도 2)를 통해 접속된 다른 전자 장치로부터 미세 조정 입력을 수신할 수 있다. 입력에 기초하여, 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트에 훨씬 더 가까운 방출된 백색 포인트를 낳도록 미세 조정을 결정할 수 있다.
다른 예에서, LED 컨트롤러(70)는 장치(10) 내에 포함된 하나 이상의 센서들로부터 수신된 피드백에 기초하여 미세 조정을 결정할 수 있다. 예를 들면, 센서(76)는 드라이버를 미세 조정하기 위하여 LED 컨트롤러(70)에 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들면, LED 컨트롤러(70)는 센서(76; 도 16)로부터 피드백을 수신할 수 있고 도 17에 관련하여 기술한 것과 유사한 방식으로 미세 조정을 결정할 수 있다.
미세 조정을 결정한 후에(블록 176), LED 컨트롤러(70)는 드라이버를 조정할 수 있다(블록 178). 그러나, 특정 실시예에서, 미세 조정은 드라이버를 조정하는 것(블록 174)과 결합되어 백색 포인트 시프트를 보상할 수 있다. 이들 실시예에서, 미세 조정은 백색 포인트 보상 결정과 함께 결정될 수 있다. 드라이버가 조정된 후에, LED 컨트롤러(70)는 경과된 시간을 다시 결정하고(블록 170), 방법(168)을 다시 시작할 수 있다.
4. 온도 보상
에이징에 의한 시간에 따른 시프팅 이외에도, 백라이트(32)의 방출된 백색 포인트는 온도에 의해 시프트될 수 있다. 일반적으로, 온도가 증가할수록, 밝기는 감소된 광학적 지연(retardation)에 의해 감소된다. 밝기에서의 변화는 백색 포인트 시프트를 발생시킬 수 있다. 또한, 백라이트(32)의 특정 섹션들이 서로 다른 온도를 경험할 수 있어, 백라이트(32) 전반에 걸쳐 컬러 및/또는 밝기 변화를 생성할 수 있다.
도 22는 서로 다른 컬러의 LED들의 휘도가 온도에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 차트(184)를 도시한다. Y축(186)은 발광 다이오드의 상대적인 플럭스(flux)를 나타내며, x축은 섭씨 온도를 나타낸다. 일반적으로, 플럭스는 LED로부터의 총 광량의 상대 백분율일 수 있다. 개별적인 라인들(190, 192, 및 194)은 각각, 25℃로 정규화된, 서로 다른 컬러 LED에 대응한다. 구체적으로, 라인(190)은 적색 LED에 대한 플럭스의 변화를 나타내고, 라인(192)은 녹색 LED에 대한 플럭스의 변화를 나타내고, 라인(194)은 청색 LED에 대한 플럭스의 변화를 나타낸다. 플럭스는 일반적으로 온도가 증가할수록 감소하고, 플럭스의 감소율은 서로 다른 컬러 LED들 사이에서 변한다. 이렇게 변화율이 달라짐으로써 백색 포인트에서의 시프트가 발생할 수 있다. 예를 들면, 개별적인 컬러의 LED들로부터 광을 혼합하는 백색 LED(48)를 채용하는 백라이트에서, 백색 LED(48) 내의 LED들의 상대적인 플럭스가 변화할 수 있기 때문에 백색 포인트는 시프트될 수 있다. 증가된 온도는 또한 인광체 기반 LED들에 대한 백색 포인트 시프트를 발생시킬 수 있다.
도 23은 백라이트의 온도가 시간에 따라 어떻게 변화할 수 있는지를 나타내는 차트(206)를 도시한다. Y축(208)은 온도를 나타내고, x축(210)은 시간을 나타낸다. 곡선(212)는 일반적으로 백라이트가 켜진 후에 온도(208)가 어떻게 증가한 다음 안정될 수 있는지를 나타낸다. 백라이트가 턴 온된 이후에, 온도는 일반적으로 파선으로 표시된 안정화 시간(214)까지 증가할 수 있다. 안정화 시간(214) 이후에, 온도는 일정하게 유지될 수 있다. 안정화 시간(214)은 백라이트(32; 도 2), LCD 패널(30; 도 2) 및 전자 장치(10; 도 2)의 특정 특징들에 종속하여 변할 수 있다. 또한, 다른 실시예들에 있어서, 온도 프로파일은 다양한 레이트들로 임의의 횟수로 증가하거나, 안정화되거나 또는 감소할 수 있다.
백라이트(32)의 온도는 또한 백라이트의 상이한 섹션들 사이에서 변할 수 있다. 예를 들어, 백라이트의 특정 섹션들은 열을 방출하는 전자 컴포넌트들에 대한 근접성으로 인해 보다 높은 온도들을 경험할 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 일렉트로닉스(218)는 백라이트(32)의 하나의 섹션 내에 위치할 수 있다. 일렉트로닉스(218)는 백라이트(32) 내에서 국부화된 온도 기울기를 생성하는 열을 생성할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 일렉트로닉스(218)는 도 3에 도시된 바와 같은 LCD 컨트롤러(56) 및 LED 드라이버들(60)을 포함할 수 있다. 일렉트로닉스(218)에 근접 위치된 LED들(48)은 백라이트 내의 다른 LED들(48)과 비교하여 볼 때 증가된 온도들을 경험할 수 있는데, 그 결과 백라이트(32)에 걸쳐 방출된 백색 포인트 및/또는 밝기에서의 시프트가 생길 수 있다. 또한, 온도 시프트는 도 23에 도시된 바와 같이 시간에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 백라이트의 초기 동작 시에, 백라이트 내의 LED들(48)은 대략 동일한 온도에 노출될 수 있다. 그러나, 백라이트(32)가 턴온된 이후에, 일렉트로닉스(32)에 근접한 백라이트(32)의 온도는 안정화 기간(214)까지 도 23에 도시된 바와 같이 증가할 수 있다. 안정화 기간(214) 이후에, 일렉트로닉스(218)에 근접한 LED들(48)은 백라이트(32)의 나머지에 걸쳐 배치된 LED들(48)보다 높은 온도에 노출될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 일렉트로닉스(218)의 위치는 변할 수 있다. 또한, 특히 전자 장치(10)의 다른 컴포넌트들의 근접성, 다른 디바이스들, 벽들 또는 피처들의 위치, 및 히트 싱크의 위치와 같은 다른 인자들로 인해 온도 기울기들이 생성될 수 있다.
도 25는 도 24에 도시된 백라이트(32)의 동작을 예시하는 개략도이다. 상이한 빈들(N2 및 N9)로부터의 LED들은 개별 드라이버(60A 및 60B)에 의해 각각 구동되는 스트링들 상에서 함께 결합될 수 있다. 각 스트링은 타겟 백색 포인트에 실질적으로 매칭되는 백라이트(32)에서의 백색 포인트를 생성하도록 상이한 구동 세기로 구동될 수 있다. 또한, 각 스트링의 구동 세기는 백라이트(32) 내의 온도 변화에 의해 생성된 백색 포인트 시프트를 보상하도록 시간에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 백라이트(32)의 온도는 도 23에 도시된 바와 같이 스타트업 시에 증가할 수 있다. 온도 증가를 고려하기 위해서, 각 스트링의 구동 세기는 시간에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 듀티 사이클들(220 및 222)을 변경하기 위해서 드라이버들(60A 및 60B)로 제어 신호들을 전송할 수 있다. 안정화 기간(214) 이전에, 드라이버들(60A 및 60B)은 듀티 사이클들(220A 및 222A)로 표시된 보다 낮은 구동 세기를 가질 수 있다. 안정화 기간(214) 이후에, LED 컨트롤러(70)는 듀티 사이클들(220B 및 222B)로 표현된 바와 같이 듀티 사이클들의 주파수를 증가시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예들에 있어서, LED 컨트롤러(70)는 PWM을 이용하는 대신에 또는 이에 부가하여 예를 들어 AM을 이용하여 LED들(48)로 제공되는 전류의 양을 변경할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 구동 세기에서의 변화들은 메모리(72) 내에 저장될 수 있으며, LED 컨트롤러(70) 내의 클록은 동작 시간을 추적할 수 있다. 동작 시간에 기초하여, LED 컨트롤러(70)는 안정화 기간(214)을 검출하며 구동 세기를 변경할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 백라이트의 동작 전체에 걸쳐 다양한 시간에서의 온도 변화들을 고려하기 위해서 구동 세기를 변경할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 구동 세기는 백라이트(32)의 동작 상태에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(22)는 디스플레이(14; 도 2) 상에 표시되는 미디어(예를 들어, 영화, 스포츠 프로그램 등)의 타입을 나타내는 정보를 LED 컨트롤러(70)로 제공할 수 있다.
도 26은 온도 변화 동안에 타겟 백색 포인트를 유지하는 방법(228)을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 온도 변화를 검출함으로써(블록 230) 시작될 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는, 온도 변화가 백라이트의 동작 상태에 기초하여 발생하고 있음을 검출할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 백라이트(32)가 턴온되었음을 감지하면 온도 변화를 검출할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 전자 장치(10) 내의 클록은 백라이트의 동작 시간을 추적할 수 있다. 동작 시간에 기초하여, 전자 장치(10)는 예를 들어 메모리(72) 내에 저장된 캘리브레이션 곡선들이나 표를 이용함으로써 온도 변화를 검출할 수 있다.
온도 변화를 검출하면, LED 컨트롤러(70)는 드라이버들을 온도 보상 구동 세기로 조정할 수 있다(블록 232). 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 듀티 사이클들(220A 및 222A)을 이용하도록 드라이버들(60A 및 60B)을 조정할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 보상 구동 세기들은 메모리(72; 도 25) 내에 저장될 수 있다. 온도 변화 기간들 동안에, 드라이버들은 동일한 구동 세기들로 구동될 수 있거나, 또는 구동 세기는 온도 변화 기간에 걸쳐 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 있어서, 예를 들어 백라이트의 스타트업을 감지함으로써 초기에 온도 변화를 검출한 이후에, LED 컨트롤러(70)는 구동 세기들이 캘리브레이션 곡선들, 표들 등과 같은 보상 정보(118; 도 16)에 의해 결정되는 온도 보상 기간에 진입할 수 있다. 보상 정보(118)는 온도 보상 기간 내의 특정 시간들에 대응하는 가변 구동 세기들을 제공할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, LED 컨트롤러(70)는 각각의 검출된 온도 변화에 응답하여 드라이버들을 조정할 수 있다. 따라서, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해서 온도 보상 기간 동안에 연속적으로 구동 세기들을 변경하거나 또는 주기적으로 구동 세기들을 변경할 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 LED 컨트롤러(70)가 온도 안정화 기간을 검출할 때까지(블록 234) 계속해서 보상 구동 세기들로 드라이버들(60)을 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10) 내의 클록은 온도가 안정화되었음을 나타낼 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 온도 안정화 구동 세기로 드라이버들을 조정할 수 있다(블록 236). 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, LED 컨트롤러(70)는 듀티 사이클들(220B 및 222B)로 드라이버들(60A 및 60B)을 조정할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 안정화 구동 세기들은 메모리(72) 내에 저장될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 온도 변화들을 보상하기 위해서 LED들의 전용 스트링이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 27에 도시된 바와 같이, 빈(C3)으로부터의 컬러 보상 LED들(78)은 백라이트(32)의 일렉트로닉스(218)에 근접 배치될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 빈(C3)은 온도 변화들로 인해 일반적으로 나타나는 백색 포인트 시프트에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 황색 인광체 LED들을 포함하는 LED 백라이트(32)에 있어서, 백색 포인트는 온도가 변함에 따라 청색 색조쪽으로 시프트할 수 있다. 그러므로, 빈(C3)은 청색 시프트를 보상하도록 황색 스펙트럼을 포함할 수 있다. 컬러 보상 LED들(78)은 국부화된 백색 포인트 시프트들을 보상할 수 있도록 백라이트(32) 내의 일렉트로닉스(218)에 근접 배치될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 컬러 보상 LED들(78)은 전체 백라이트(32) 또는 백라이트(32)의 다른 영역들에 영향을 미치는 온도 변화들을 보상할 수 있도록 백라이트(32)에 걸쳐 분산될 수 있다.
도 28은 도 27에 도시된 백라이트(32)의 동작을 개략적으로 나타낸다. 컬러 보상 LED들(78)은 하나의 드라이버(60A)에 의해 구동될 수 있는 한편, 백색 LED들(48)은 다른 드라이버(60B)에 의해 구동된다. 개별 드라이버들(60A 및 60B)은 컬러 보상 LED들(78)의 구동 세기가 백색 LED들(48)의 구동 세기와 독립적으로 조정되게 할 수 있다. 온도 변화들이 백라이트(32) 내에서 발생함에 따라, LED 컨트롤러(70)는 온도로 인해 발생할 수 있는 백색 포인트 시프트를 보상하도록 드라이버(60)의 구동 세기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 증가된 온도들 동안에, LED 드라이버(70)는 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해서 보다 높은 레이트로 컬러 보상 LED들(78)을 구동할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, LED 컨트롤러(70)는 도 26과 관련하여 설명된 바와 같이 온도 보상 기간 동안에 드라이버(60A)의 구동 세기를 조정할 수 있다.
도 29는 온도 변화들을 보상할 수 있는 백라이트(32)의 다른 실시예들을 나타낸다. 컬러 보상 LED들(78) 대신에 또는 이에 부가하여, 백색 LED들(48)의 전용 스트링(240)은 온도 시프트들을 고려하도록 일렉트로닉스(218)에 근접 위치할 수 있다. 도시된 바와 같이, 스트링(240)은 빈(W)으로부터의 LED들을 포함한다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 스트링은 빈(N1-12)과 같은 인접 빈들로부터의 LED들을 포함할 수 있다.
도 30에 도시된 바와 같이, 하나의 드라이버(60A)에 의해 전용 스트링(240)이 구동될 수 있는 한편, 다른 드라이버(60B)에 의해 다른 LED들(48)이 구동된다. 일부 실시예에서, 다른 드라이버(60B)는 분리된 빈들(N1, N6)로부터 LED를 독립적으로 구동하기 위한 다중 채널을 포함할 수 있다. 분리된 채널은 각각의 빈에 대한 상대적 구동 세기가 변경 가능하도록 하여, 도 5-17과 관련하여 설명한 바와 같이 원하는 백색 포인트를 얻을 수 있다.
LED 컨트롤러(70)는 드라이버(60A)의 구동 세기를 조정하여 백라이트(32) 전체에 걸쳐 백색 포인트 변화를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(218) 부근에서 방출되는 백색 포인트는 전자 장치(218) 부근에서 발생할 수 있는 온도 기울기로 인해 보드의 나머지 전체에 걸쳐 방출되는 백색 포인트로부터 변경될 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 전자 장치(218) 부근의 타겟 백색 포인트를 유지하도록 전용 스트링(240)에 대한 구동 세기를 조정할 수 있다. 또한, LED 컨트롤러(70)는 도 26에 관하여 설명한 온도 보상 구간 중에 전용 스트링(240)의 구동 세기를 변화시킬 수 있다.
도 31은 온도 변화를 보상하기 위해 구동 세기를 조정할 수 있는 백라이트(32)의 엣지-릿 실시예를 도시한다. 백라이트(32)는 2개의 광 스트립(64A, 64B)을 포함하며, 각각의 광 스트립(64A, 64B)은 서로 다른 빈들(N2, N7)로부터 LED를 이용한다. 각각의 광 스트립(64A, 64B)의 구동 세기는 온도 변화 중에 타겟 백색 포인트를 유지하도록 독립적으로 조정될 수 있다. 또한, 상부 광 스트립(64A)의 구동 세기는 전자 장치(218)에 의해 생성될 수 있는 증가된 온도를 고려하여 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 각종 빈들로부터의 LED의 다중 스트링은 각각의 광 스트립(64A, 64B) 내에 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, LED의 분리된 스트링들은 도 26과 관련하여 설명한 바와 같이 온도 변화를 보상하도록 독립적으로 조정될 수 있다.
도 32는 센서(76)를 포함하는 백라이트(32)의 다른 실시예를 나타낸다. 백라이트(32) 전체에 걸쳐 각종 구성들에는 임의의 수의 센서(76)가 배치될 수 있다. 도 5와 관련하여 전술한 바와 같이, 센서(76)는 백라이트(32)의 온도를 감지하고, LED 컨트롤러(70)에 피드백을 제공할 수 있다(도 5). 예를 들어, 센서(76)는 도 26에 도시한 바와 같이 온도 보상 구간을 검출하는 데 이용될 수 있다. 또한, 센서(76)는 백라이트(32) 내의 온도의 국지적 변화를 검출하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 센서(76)는 전자 장치(218) 부근의 온도 기울기의 양을 나타내는 피드백을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서(76)는 LED(48)에 의해 출력되는 광의 컬러를 검출할 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트를 유지하도록 피드백을 이용하여 구동 세기를 조정할 수 있다.
도 33은 도 32의 백라이트의 동작을 개략적으로 도시한다. 센서(76)는 LED 컨트롤러(70)에 피드백을 제공할 수 있으며, LED 컨트롤러(70)는 온도 보상 구간들 및/또는 국지적 온도 변화를 검출하는 데 이용될 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트를 얻기 위하여, 피드백을 이용하여 드라이버(60A, 60B)에 대한 구동 세기를 결정할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 피드백을, 메모리(72) 내에 저장된 보상 정보(118)와 비교하여 구동 세기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 센서가 높은 온도 구간을 나타내는 경우, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트를 유지하도록 컬러 보상 LED(78)의 구동 세기를 감소시킬 수 있다. 다른 예에서, LED 컨트롤러(70)는 온도 변화 중에 타겟 백색 포인트를 얻기 위하여 빈들(N9, N2)로부터 LED의 상대적 구동 세기를 변화시킬 수 있다.
도 34는 온도 변화 중에 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해 센서들을 이용하는 방법(248)을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 센서 피드백에 기초하여 온도 변화를 검출(블록 250)하는 것에 의해 개시될 수 있다. 예를 들어, 도 33에 도시된 바와 같이, 센서(76)는, 예컨대 온도 및/또는 색도값들을 감지함으로써, 백색 포인트의 변화를 검출하고, LED 컨트롤러(70)에 피드백을 제공할 수 있다. 피드백을 이용하여, LED 컨트롤러(70)는 백라이트(32)의 온도 프로파일(블록 252)을 결정할 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 온도 프로파일이, 예컨대 전자 장치(218) 부근에서의 국지적 변화를 포함하는지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, LED 컨트롤러(70)는 백라이트(32)에 대해 온도가 전체로서 증가하였는지의 여부를 판정할 수 있다.
그 후, LED 컨트롤러(70)는 보상 구동 세기를 판정할 수 있다(블록 254). 일부 실시예에서, LED 컨트롤러(70)는 어느 드라이버를 조정할 것인지를 판정하기 위해 블록 252에서 결정된 온도 프로파일을 보상 정보(118)(도 33)와 비교할 수 있다. 예를 들어, 도 32 및 33에 도시된 바와 같이, 센서(76)가 전자 장치(218) 부근에서만의 온도 증가를 검출하는 경우, LED 컨트롤러(70)는 드라이버(60B)의 구동 세기를 조정하여 빈 C3로부터 컬러 보상 LED를 증가된 힘으로 구동할 수 있다. 그러나, 센서(76)가, 예컨대 주변 온도의 증가로 인해 백라이트(32)에 대한 온도 증가를 검출하는 경우, LED 컨트롤러(70)는 드라이버(60A, 60B) 양자 모두의 구동 세기를 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 세기는 국지적 온도 프로파일 및 전체 온도 변화의 양자 모두를 보상하도록 조정될 수 있다. 보상 구동 세기를 판정한 후(블록 254), LED 컨트롤러(70)는 드라이버들을 보상 구동 세기들에 조정할 수 있다(블록 256).
센서(76)는 에이징 및 온도의 양자 모두로 인한 시프트 중에 타겟 백색 포인트를 유지하는 데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 센서들(76) 모두가 광의 컬러 및/또는 밝기를 검출하는 경우, 센서(76)는 시프트가 온도, 에이징, 또는 임의의 다른 요인으로 인한 것인지와 무관하게, 백색 포인트를 조정하기 위한 피드백을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 센서(76)는 에이징으로 인한 시프트를 검출하는 광학 센서 및 온도로 인한 시프트를 검출하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 센서(76)는 온도 변화로 인한 백색 포인트 시프트를 검출하는 온도 센서들을 포함할 수 있으며, 에이징으로 인한 백색 포인트 시프트를 보상하는 데에 캘리브레이션 곡선 등의 보상 정보(118)(도 20)가 이용될 수 있다.
도 35는 에이징 및 온도 변화로 인한 백색 포인트 시프트를 보상하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 방법(258)은 센서 피드백을 수취하는 것(블록 260)에 의해 개시될 수 있다. 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 도 33에 도시된 바와 같이, 센서(76)로부터 피드백을 수취할 수 있다. 피드백에 기초하여, LED 컨트롤러(70)는 백색 포인트 변화를 검출할 수 있다(블록 262). 예를 들어, 센서(76)는 전자 장치(218) 부근의 국지적 온도 변화를 나타낼 수 있다(도 32). 다른 예에서, 센서(76)는 에이징 LED 스트링으로 인한 국지적인 백색 포인트 변화를 나타낼 수 있다. 그 후, LED 컨트롤러(70)는 국지적인 백색 포인트 보상을 판정할 수 있다(블록 264). 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 LED의 개별적인 스트링의 구동 세기를 조정하여, 백라이트(32) 전체에서 백색 포인트의 변화를 감소시킬 수 있다.
백라이트(32) 전체에서 변화를 감소시키기 위한 보상 구동 세기를 판정한 후, LED 컨트롤러(70)는 타겟 백색 포인트으로부터의 편차를 판정할 수 있다(블록 266). 예를 들어, LED 컨트롤러(70)는 센서(76)로부터의 피드백을 이용하여 백라이트(32)의 에이징 또는 주변 온도의 변화로 인한 백색 포인트의 시프트를 검출할 수 있다. 컨트롤러는 타겟 백색 포인트를 달성하기 위한 백색 포인트 보상 구동 세기를 결정할 수 있다(블록 268). 예를 들어, 방출된 백색 포인트가 타겟 백색 포인트에 비해 청색 색조(blue tint)를 갖는 경우에, LED 컨트롤러(70)는 황색 색조의 LED의 구동 세기를 증가시킬 수 있다. LED 컨트롤러(70)는 도 11 내지 도 17을 참조하여 상술한 것과 같이 구동 세기를 조정할 수 있다. 구동 세기를 결정한 후에, LED 컨트롤러(70)는 드라이버를 조정하여 구동 세기를 결정할 수 있다(블록 270).
5. LED 선택
섹션 2 내지 섹션 4에서 상술한 것과 같이, 상이한 빈(bin)들로부터의 LED를 백라이트 내의 별개의 스트링 내에 함께 그룹화할 수 있다. 스트링 각각이 별개로 구동될 수 있고, 상대적인 구동 세기를 조정하여 타겟 백색 포인트와 실질적으로 매칭하는 방출된 백색 포인트를 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 온도 및/또는 에이징으로 인해, 방출된 백색 포인트의 색도가 시프트함에 따라, 타겟 백색 포인트와의 대응성(correspondence)을 유지하도록 상대적인 구동 세기를 더 조정할 수 있다.
상이한 스트링 상의 LED 간의 색도 차이는 이용 가능한 백색 포인트 조정 범위를 결정할 수 있고, 이에 따라, 스트링 각각에 대한 LED를, 색도, 및 색도 간의 차이를 갖도록 선택하여 원하는 백색 포인트 조정을 제공할 수 있다. 특정 실시예에서는, 원하는 백색 포인트 조정이 백라이트의 동작 온도 범위에 의존할 수 있다. 예를 들어, (환경적인 및/또는 전자 장치에 의해 생성된) 매우 뜨겁고 차가운 온도에 노출되도록 설계된 백라이트는 매우 일정한 온도에 노출되도록 설계된 백라이트보다 넓은 동작 온도 범위를 가질 수 있다. 또한, 백라이트가 열적 평형 온도에 있는 경우에, 동일한 구동 속도로 스트링 각각으로부터의 LED를 구동하는 것이 바람직할 수 있다. 동일한 구동 속도로 LED를 구동하는 것에 의해, 상이한 스트링으로부터의 LED가 비교적 동일한 속도로 에이징할 수 있다. 따라서, 평형 온도에서 동일한 구동 속도로 구동되는 경우에, 상이한 스트링의 LED로부터의 광이 혼합하여 타겟 백색 포인트를 생성하도록, 빈 각각으로부터의 LED를 선택할 수 있다.
도 36은 상이한 빈(86)으로부터의 LED의 색도를 나타내는 대표적인 LED 빈 차트(280)를 도시한다. 빈 각각은 상이한 색도를 나타내고, LED로부터의 광이 혼합하는 경우에, 타겟 백색 포인트가 생성되도록 상이한 빈으로부터 LED를 선택할 수 있다. 중앙 빈 WP는 타겟 백색 포인트에 대응하는 색도 값을 포함하는 반면, 주위 빈 N14-26은 타겟 백색 포인트로부터 멀어진 색도 값을 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 혼합되는 경우에, LED가 타겟 백색 포인트를 생성하도록, 중앙 빈 WP의 맞은 편들에 인접하는 빈 N14-26으로부터 LED를 선택할 수 있다. 예를 들어, 2개의 상이한 빈으로부터의 LED를 포함하는 백라이트에 있어서는, 빈 N27 및 N22로부터 또는 빈 N21 및 N24로부터 LED를 선택할 수 있다. 다른 예에서, 3개의 상이한 빈으로부터의 LED를 포함하는 백라이트에 있어서는, 빈 N26, N24, 및 N22로부터 LED를 선택할 수 있다. 또한, 타겟 백색 포인트가 넓은 온도 범위에 걸쳐 달성되는 것을 보장하기 위해, 상이한 빈으로부터의 LED가 최소 색도 차이만큼 분리되도록, 빈을 선택할 수 있다.
빈 차트(280)는 CIE 1976 UCS 색도도에 대응하는 색도 좌표를 이용한다. 축(282)은 u' 색도 좌표를 플롯하는데 이용될 수 있고, 축(284)은 v' 색도 좌표를 플롯하는데 이용될 수 있다. 빈 차트(280)는 도 6에 도시된 빈 차트(80)와 일반적으로 유사할 수 있다. 그러나, 빈 차트(80) 상에 도시된 CIE 1931 색도도에 대응하는, x 및 y 색도 좌표를 이용하기 보다는, 빈 차트(280)는 CIE 1976 UCS 색도도에 대응하는 색도 좌표 u' 및 v'를 이용한다. 도 36에 도시된 CIE 1976 UCS 색도도는 일반적으로 CIE 1931 색도도보다 더 지각적으로 균일하다. 완전하게 왜곡이 없는 것은 아니지만, CIE 1976 USC 색도도에서의 같은 거리들은 일반적으로 시지각(visual perception)에서 동일한 차이들에 대응할 수 있다.
본원에서는, 지각적 균일성 때문에, CIE 1976 UCS 색도도를 참조하여 LED 빈 선택을 설명한다. 그러나, 알 수 있는 바와 같이, LED 빈 선택 기술은 또한 CIE 1931 컬러 공간의 색도 좌표에 의해 표현되는 LED 빈을 선택하는데 이용될 수 있다. 또한, 색도 좌표는 다음 식을 이용하여 CIE 1931 컬러 공간과 CIE 1976 USC 컬러 공간 사이에서 변환될 수 있다.
Figure 112011053960818-pat00001
Figure 112011053960818-pat00002
여기서, x 및 y는 CIE 1931 컬러 공간의 색도 좌표를 나타내고, u' 및 v'는 CIE 1976 UCS 컬러 공간의 색도 좌표를 나타낸다.
도 37은, 그 광이 혼합되어 타겟 백색 포인트(292)를 생성할 수 있는, LED들의 2개의 상이한 그룹에 대한 색도들(288, 290)을 도시한 차트(286)이다. 특히, 색도(290)는 LED들의 제1 그룹을 나타내며, 색도(288)는 LED의 제2 그룹을 나타낸다. LED들의 제1 및 제2 그룹은, 백라이트 내에서 상이한 스트링들 상에서 배열될 수 있고, 타겟 백색 포인트(292)를 생성하도록 예를 들어, PWM 듀티 사이클을 변화시킴으로써 상이한 구동 레이트로 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 색도(290)을 갖는 LED들의 제1 그룹은 빈(bin) N2에 의해 표시되는 하나의 스트링 상에서 함께 그룹화될 수 있는 반면, 색도(288)를 갖는 LED들의 제2 그룹은 빈 N9에 의해 표시되는 다른 스트링 상에서 함께 그룹화될 수 있다. 그런 다음, 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해, LED들의 상이한 그룹들의 각 구동 세기들이 색도 시프트들, 예를 들어, 온도 변화에 의해 생성되는 시프트들에 응답하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시에에 따르면, 구동 레이트들은 도 26, 도 34, 및/또는 도 35에 대하여 전술한 바와 같이 조정될 수 있다.
라인(294)은 LED들의 제1 및 제2 그룹에 대한 색도들(290, 288)을 연결하며, 타겟 백색 포인트(292)와 교차한다. 라인(294)의 길이는 일반적으로 LED들 두 그룹 간의 색도 차(Δu'v')를 나타낸다. LED들의 제1 및 제2 그룹의 각 구동 세기를 변화시킴으로써, 2개의 스트링에 의해 생성되는 혼합 광의 색은 라인(294)을 따라 어디로든 이동될 수 있다. 예를 들어, 라인(294)를 따라 색도(290)에 근접한 색도를 갖는 혼합 광을 생성하기 위해, LED들의 제1 그룹의 구동 세기는 LED들의 제2 구동 세기에 비하여 증가될 수 있다. 유사하게, 라인(294)를 따라 색도(288)에 근접한 색도를 갖는 혼합 광을 생성하기 위해, LED들의 제2 그룹의 구동 세기는 LED들의 제1 그룹의 구동 세기에 비하여 증가될 수 있다.
LED들의 제1 및 제2 그룹은, LED들의 제1 그룹을 나타내는 색도(290)와, LED들의 제2 그룹을 나타내는 색도(288)가 타겟 백색 포인트(292)의 맞은 편들에 위치하도록, 선택될 수 있다. 특히, 하나의 색도(288)는 v'축(284) 상에서 타겟 백색 포인트(292) 위에 위치할 수 있으며, 다른 색도(290)는 v'축(284) 상에서 타겟 백색 포인트(292) 아래에 위치할 수 있다. 또한, 하나의 색도(288)는 u'축(282) 상에서 타겟 백색 포인트(292)의 좌측에 있을 수 있으며, 다른 색도(290)는 u'축 상에서 타겟 백색 포인트(292)의 우측에 있을 수 있다.
LED들의 제1 및 제2 그룹의 구동 세기들을 조정함으로써, 라인(294)를 따른 어느 곳에서든 하나의 색도를 갖는 혼합 광이 생성될 수 있다. 따라서, 색도들(288, 290) 간의 색도 차(Δ'u'v')는, 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해 이루어질 수 있는 조정의 양을 결정할 수 있다. 특히, 더 큰 색도 차는, 더 작은 색도 차보다 더 많은 조정을 제공할 수 있다. 라인(294)에 의해 표시되는 색도 차(Δ'u'v')는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112011053960818-pat00003
여기서, Δu'는 라인(296)에 의해 표시되는 u' 색도 값들 간의 차이며, Δv'는 라인(298)에 의해 표시되는 v' 색도 값들 간의 차이다. 타겟 백색 포인트(292)가 광범위한 온도에 걸쳐 유지되는 것을 보장하기 위해, LED들의 제1 및 제2 그룹은, 색도 차(Δu'v')가 최소 값을 초과하도록 선택될 수 있다.
색도들(290, 288)은 백라이트의 열 평형 온도에서 각각 LED들의 제1 및 제2 그룹의 색도들을 나타낼 수 있다. 도 38에 도시된 바와 같이, LED들의 제1 및 제2 그룹의 색도들(290, 288)은, LED 접합 온도(junction temperature)가 변화함에 따라 변할 수 있다. LED 접합 온도는 전자 장치에 의해 생성되는 온도들에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, LED 접합 온도는 도 23에 도시된 바와 같은 백라이트의 개시 시에 증가할 수 있다. 또한, LED 접합 온도는 환경 온도 변화에 의해 영향을 받을 수 있다.
차트(300)는 온도 변화에 기인한 LED들의 제2 그룹에 대한 색도 변화를 나타내는 곡선(302)와, 온도 변화에 기인한 LED들의 제1 그룹의 색도 변화를 나타내는 곡선(304)를 도시한다. 곡선들(302, 304)은, 범위가 0℃부터 150℃까지인 것으로 도시되어 있는, 백라이트의 동작 온도 범위에 대한 색도 변화를 나타낸다. 그러나, 다른 실시예에서는, 백라이트의 동작 온도 범위가 변할 수 있으며, 백라이트에 대한 대기 동작 온도(ambient operational temperature), 백라이트의 유형, 및/또는 백라이트의 특정 기능 및 디자인 특성과 같은 요소들에 의존할 수 있다.
LED 접합 온도가 변함에 따라, 색도들(288, 290)은 곡선들(302, 304)을 따라 제각기 시프트할 수 있는데, 이는 백라이트의 방출 백색 포인트를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 포인트(308)는 0℃에서의 LED들의 제2 그룹의 색도를 나타내며, 포인트(310)는 0℃에서의 LED들의 제1 그룹의 색도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 포인트(310)는 포인트(308)보다 타겟 백색 포인트(292)에 더 근접하며, 이에 따라, 구동 세기들이 변하지 않은 상태로 남아 있는 경우, 방출 백색 포인트는 포인트(308) 쪽으로 시프트할 수 있다.
색도 변화들을 보상하기 위해, 상대적인 구동 세기들이 타겟 백색 포인트를 유지하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 포인트(310)는, 포인트(308)보다 타겟 백색 포인트(292)에 훨씬 더 근접하기 때문에, 포인트(310)에 의해 표시되는 색도를 갖는 LED들의 제1 그룹은, 포인트(308)에 의해 표시되는 색도를 갖는 LED들의 제2 그룹보다 더 높은 레이트에서 구동될 수 있다. LED들의 제1 및 제2 그룹으로부터의 광을 혼합하는 것에 의해 생성되는 혼합 백색 포인트(312)는 포인트들(308, 310)과 교차하는 라인(314) 상에 있을 수 있다. 따라서, 구동 세기들은, 라인(314)을 따라 혼합 백색 포인트(312)를 이동시키도록 조정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상대적인 구동 세기들은, 0℃에서의 혼합 백색 포인트(312)가 곡선(306) 상에서 단지 타겟 포인트(292)의 좌측에만 존재하도록 조정되었다. 곡선(306)는, 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 생성될 수 있는 혼합 백색 포인트들을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 곡선(306)를 따라 달성될 수 있는 혼합 백색 포인트들은, 타겟 백색 포인트(292)에 매우 근접하여, 타겟 백색 포인트(292)가 동작 온도 범위에 걸쳐 실질적으로 유지될 수 있게 해준다.
동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트(292)에 근접한 혼합 백색 포인트를 달성하기 위해, 제1 및 제2 그룹에 대한 LED들은, 곡선(304, 302)로 표시되는 온도 프로파일들이 서로 중첩되지 않도록, 온도 프로파일들이 서로로부터 이격되어 설정되도록 선택된다. 온도 프로파일들이 중첩하지 않도록 보장하기 위해, LED들은 백라이트의 열 평형 온도에서 색도들(288, 290)이 최소 색도 차(Δu'v'min)만큼 분리되도록 선택된다.
최소 색도 차는 LED들의 제1 및/또는 제2 그룹에 대한 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 발생하는 최대 색도 시프트(Δu'v'shift)를 이용하여 결정될 수 있다. 최대 색도 시프트는 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 LED들의 그룹의 색도에서 발생하는 최대 색도 변화일 수 있다. 예를 들어, LED들의 제2 그룹에 대한 최대 색도 시프트는 곡선(302)에 의해 표시되는 색도 시프트를 이용하여 결정될 수 있다. 특히, 최대 색도 시프트는, 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있으며, 여기서 Δu'는 곡선(302)의 폭(316)이고 Δv'는 곡선(302)의 길이(318)이다. 이 예에서, LED들의 제2 그룹에 대해 최대 색도 시프트는 대략 0.009이다. 다른 예에서, LED들의 제1 그룹에 대한 최대 색도 시프트는 곡선(304)에 의해 표시되는 색도 시프트를 이용하여 결정될 수 있다. 수학식 3을 이용하여, 최대 색도 시프트는 LED들의 제1 그룹에 대해 대략 0.011인 것으로 계산될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 최대 색도 시프트들의 값들이 변할 수 있다.
최대 색도 시프트(Δu'v'shift)는 색도들(288, 290) 사이에 존재해야 하는 최소 색도 차(Δu'v'min)일 수 있다. 따라서, 라인(294)에 의해 표시되는 색도 차는 도 38에서 곡선(302)에 대해 계산된 최대 색도 시프트보다 더 커야 한다. 이 예에서, 라인 294에 의해 표시되는 색도 차는, 0.009 및 0.011의 색도 차를 초과하는, 대략 0.029일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 최대 색도 시프트(maximum chromaticity shift)는 처음 선택되는 LED 그룹에 대해 결정될 수 있고 백라이트의 열평형 온도(thermal equilibrium temperature)에서 LED 그룹들 사이에 존재하는 최소 색도 차(minimum chromaticity difference)로서 사용될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서는, 최대 색도 시프트가 LED 그룹들 양쪽 모두에 대해 결정될 수 있고 최대 색도 시프트 중 더 큰 것이 최소 색도 차로서 사용될 수 있다.
도 39는 동작 온도 범위(operational temperature range) 내에 있는 서로 다른 온도에서 제1 및 제2 LED 그룹의 색도를 도시하는 표이다. 특히, 세로단(column) "T"는 0℃ ~ 125℃인 동작 온도들을 나타내는 한편 가로단(row)은 제1 LED 그룹("LED1"), 제2 LED 그룹("LED2"), 및 제1 및 제2 LED 그룹들에 의해 생성된 혼합 광("Mixed")의 색도들을 도시한다. 설명 목적으로 6개의 서로 다른 온도들만 도시되었지만, 색도들은 동작 온도 범위 전체에 걸쳐 달라질 수 있다.
세로단 "x" 및 "y"는 CIE 1931 색 공간에서의 색도 값들을 도시하고, 세로단 "u'" 및 "v'"는 CIE 1976 UCS 색 공간에서의 색도 값들을 도시한다. 제1 및 제2 LED 그룹들에 대한 색도 값들은 LED 제조자에 의해 및/또는 테스트를 통해 제공된 데이터로부터의 온도들 각각에서 결정될 수 있다. 또한, 색도 값들은 수학식 1 및 2를 사용하여 x 및 y 색 공간 좌표들 및 u' 및 v' 색 공간 좌표들 사이에서 변환될 수 있다.
혼합 광에 대한 색도 값들은 제1 및 제2 LED 그룹들의 조정된 광도는 물론 제1 및 제2 LED 그룹들에 대한 색도 값들을 사용하여 계산될 수 있다. 세로단 "LED들의 광도(Luminosity of the LEDs)"는 구동 세기 조정 이전의 제1 및 제2 LED 그룹들의 원래 광도들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 서로 다른 온도들 각각에서, 제1 및 제2 LED 그룹 양쪽 모두 동일한 광도를 갖는다. 따라서, 각각의 LED 그룹은 동일한 구동 세기에서 구동될 때 혼합 광을 생성하는데 동일하게 기여할 수 있다. 그러나, 도 39의 표 및 도 22에 도시된 바와 같이, LED들에 의해 생성된 총 광도는 온도가 증가함에 따라 감소할 수 있다. 혼합 광의 총 광도(Ymixed)는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112011053960818-pat00004
여기서, 변수 Y1은 제1 LED 그룹의 광도를 나타내고 변수 Y2는 제2 LED 그룹의 광도를 나타낸다.
동작 온도 범위에 걸쳐 일정한 광도를 제공하기 위해, 광도들은 LED들의 총 구동 세기를 조정함으로써 스케일링될 수 있다. 예를 들어, 세로단 "듀티 사이클(Duty Cycle)"에 도시된 바와 같이, 온도가 증가함에 따라 광도에 있어서의 감소를 설명하기 위해 총 듀티 사이클들이 증가하도록 각 LED 그룹에 대한 듀티 사이클들이 스케일링될 수 있다. 세로단 "조정된 광도(Adjusted Luminosity)"는 LED들의 조정된 광도들을 도시하는데, 이 예에서, 동작 온도 범위에 걸쳐 일정한 총 광도 100을 유지하도록 조정되었다.
총 광도가 온도 범위에 걸쳐 동일하게 유지되지만, 동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해 광도들 사이의 비(ratio)는 달라진다. 광도들의 비는 구동 세기들 사이의 비를 변경함으로써, 예를 들어, 듀티 사이클들 사이의 비를 변경함으로써 조정될 수 있다. 도 39에 도시된 예에서, 백라이트는 열평형 온도 100℃를 가질 수 있다. 열평형 온도에서, 혼합 광이 타겟 백색 포인트와 동일하거나 대체로(substantially) 동일하도록 백라이트가 설계될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 타겟 백색 포인트는 평형 온도 100℃에서 u' 및 v' 색도 값인 .2000 및 .4301을 각각 가질 수 있다.
열평형 온도에서, 제1 및 제2 LED 그룹이 동일한 듀티 사이클로 구동되고 그 결과 동일한 광도를 방출(emit)할 때, 타겟 백색 포인트가 생성되도록 제1 및 제2 LED 그룹이 선택될 수 있다. 듀티 사이클들이 동일하도록 LED를 선택하면 LED 그룹들 양쪽 모두가 거의 동일한 레이트로 에이징하도록 할 수 있다. 따라서, 도 39에 도시된 바와 같이, 평형 온도 100℃에서, LED 그룹 양쪽 모두는 듀티 사이클 64.5로 구동되고 그 결과 양쪽 모두 광도 50을 갖는다.
온도가 열평형 온도로부터 변화하면, 타겟 백색 포인트와 대체로 동일한 혼합 광을 달성하기 위해 듀티 사이클들의 비율이 조정될 수 있다. 예를 들어, 온도가 감소하면, 제1 LED 그룹의 상대적인 구동 세기가 증가되고, 온도가 증가하면 제2 LED 그룹의 상대적인 구동 세기가 증가된다. 도 38에 도시된 바와 같이, 상대적인 구동 세기들에 있어서의 변화는 온도가 변함에 따라 LED 그룹 양쪽 모두에서 발생하는 색도 시프트 - 곡선 302 및 304로 표시됨 - 에 대해 조정할 수 있다.
각 온도에서 혼합 광의 색도는 다음 수학식을 사용하여 계산될 수 있다.
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Figure 112011053960818-pat00006
x1과 y1은 제1 LED 그룹의 색도 값들이고 x2 및 y2는 제2 LED 그룹의 색도 값들이다. 변수 m1 및 m2는 제1 및 제2 LED 그룹의 상대적인 광도에 의존하고 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112011053960818-pat00007
Figure 112011053960818-pat00008
여기서 Y1 및 Y2는 각각 제1 및 제2 LED 그룹의 광도를 나타낸다.
수학식 5 내지 8은 2개의 서로 다른 LED 그룹에 의해 생성된 혼합 광을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 3개 이상의 서로 다른 LED 그룹이 조합되어 혼합 광을 생성할 수 있는데, 다음 수학식이 이용될 수 있다.
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Figure 112011053960818-pat00012
다음에, 혼합 광에 대한 x 및 y 색도 좌표들은 수학식 1 및 수학식 2를 사용하여 u' 및 v'로 변환될 수 있다. 다양한 온도들에서 혼합 광의 u' 및 v' 색도 좌표들을 타겟 백색 포인트 색도 좌표인 0.2000 및 0.4301과 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 구동 세기 조정은 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐서 타겟 백색 포인트와 실질적으로 동일한 혼합광을 생성한다. 컬럼 "△u'WP"은 혼합 광에 대한 u' 색도 좌표들에서 타겟 백색 포인트로부터의 편차를 도시하고, 컬럼 "△v'WP"은 혼합 광에 대한 v' 색도 좌표들에서 타겟 백색 포인트로부터의 편차를 도시한다. 컬럼 "△u'v'WP"은 혼합 광과 타겟 백색 포인트 간의 전체적인 색도 차를 도시하고, 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있다. 도 39에 도시된 바와 같이, 혼합 광은 동작 온도 범위에 걸쳐서 타겟 백색 포인트의 0.0010 내에 있다.
제1 그룹 및 제2 그룹으로부터의 LED들이 계산된 최소 색도 차보다 더 큰 색도 차를 갖도록 선택되는 것을 보장함으로써, 구동 세기들은 전체적인 동작 온도 범위에 걸쳐서 타겟 백색 포인트와 실질적으로 동일한 혼합 광을 생성하도록 조정될 수 있다. 도 40 및 도 41은, 제1 그룹 및 제2 그룹의 LED들 간의 색도 차가 최소 색도 차보다 더 크게 되도록 제1 그룹 및 제2 그룹에 대하여 LED들을 선택하는데 이용될 수 있는 방법들을 도시한다. 이런 방법들은 또한 열적 평형 온도에서 듀티 사이클들 간의 비율이 두 개의 LED들 그룹들 간의 불균등 에이징을 방지도록 하는데 충분히 가깝게 되는 것을 보장하는 데에 사용될 수 있다.
도 40은 타겟 백색 포인트를 결정(블록 332)함으로써 시작될 수 있는 방법(330)을 도시한다. 임의의 실시예들에 따라, 타겟 백색 포인트는, 백라이트 애플리케이션에 충분한 백색 포인트를 제공하도록, 전자 장치 제조자 같은 백라이트 소비자 또는 백라이트 제조자에 의해 특정될 수 있다. 타겟 백색 포인트가 결정된 후에, 제1 그룹의 LED들이 선택될 수 있다(블록 334). 예를 들면, 백라이트 제조자는 적절한 가격 포인트에서 LED 제조자로부터 용이하게 이용할 수 있는 LED들의 빈(bin)으로부터 제1 그룹의 LED들을 선택할 수 있다. 제1 그룹의 LED들은 색도 다이어그램 상의 타겟 백색 포인트의 일 측(즉, 위 또는 아래 및 좌 또는 우) 상에 있는 빈으로부터 선택될 수 있다.
다음에, 이 방법은 백라이트의 평형 동작 온도를 결정하는(블록 326) 것으로 계속될 수 있다. 평형 동작 온도는 백라이트가 정상 상태 조건들 하에서, 예를 들면, 도 23에 도시된 바와 같이 운전 개시 기간이 완료된 후에 동작할 때의 LED들의 접합 온도일 수 있다. 평형 동작 온도는 백라이트를 포함하는 전자 장치 내에 포함된 컴포넌트들과 같은 인자들 및 백라이트를 포함하는 전자 장치가 특히 사용될 것으로 기대되는 환경 조건들에 의존할 수 있다.
다음에, 이 방법은 제2 그룹의 LED들을 선택(블록 338)하는 것으로 계속될 수 있다. 임의의 실시예들에 따라, 제2 그룹의 LED들은, 제1 그룹의 LED들과 제2 그룹의 LED들이 평형 동작 온도에서 동일한 듀티 사이클로 동작될 때 타겟 백색 포인트를 생성하도록 하는 색도를 갖도록 선택될 수 있다. 동일한 듀티 사이클에서 제1 그룹의 LED들 및 제2 그룹의 LED들을 동작시키려면, 제1 그룹의 LED들 및 제2 그룹의 LED들에 대해 동일한 광도를 생성해야 한다. 따라서, 평형 동작 온도에서, 변수 Y1 및 Y2는, 혼합 광의 총 광도를 이용하는데 사용될 수 있는 수학식 4의 것과 서로 동일해야 한다. 수학식 4에서 Y2를 Y1으로 대체하면 다음의 수학식이 된다.
Figure 112011053960818-pat00013
다음에, 제2 그룹의 LED들에 대한 x 및 y 색도 좌표들은 수학식 14 및 수학식 15를 이용하여 계산될 수 있는데, 이 좌표들은 수학식 5 내지 수학식 8의 Y2를 Y1으로 대체하고 색도 좌표들 x2 및 y2에 대해 풀면 얻어질 수 있다.
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따라서, 평형 동작 온도에서 제2 그룹의 LED들에 대한 색도 좌표들 x2 및 y2는 수학식 14 및 수학식 15를 이용하여 계산될 수 있는데, 여기서, x1 및 y1은 평형 동작 온도에서 제1 그룹의 LED들의 색도 좌표들을 나타내고, xmixed 및 ymixed는 평형 동작 온도에서 타겟 백색 포인트의 색도 좌표들을 나타낸다. 제2 그룹의 LED들은 수학식 14 및 수학식 15를 사용하여 계산된 색도 좌표들과 실질적으로 동일한 색도를 갖도록 선택될 수 있다.
제2 그룹의 LED들이 선택된 후에, 동작 온도 범위에 걸쳐서 색도 시프트가 결정될 수 있다(블록 340). 예를 들면, 도 38과 관련하여 상술된 바와 같이, 색도 시프트는 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 LED들의 그룹의 색도에서 발생하는 최대 색도 변화일 수 있다. 임의의 실시예들에서, 색도 시프트는 제1 그룹의 LED들에 대한 최대 색도 시프트를 이용하여 결정될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 최대 색도 시프트들은 제1 그룹의 LED들 및 제2 그룹의 LED들에 대해 계산될 수 있고, 이들 실시예들에서, 색도 시프트는 제1 최대 색도 시프트 및 제2 최대 색도 시프트 중에서 가장 큰 색도 시프트일 수 있다. 또한, 임의의 실시예들에서, 색도 시프트는 색도 시프트에 영향을 미칠 수 있는, 에이징 같은, 다른 인자들을 고려하도록 증가될 수 있다.
색도 시프트가 결정된 이후에, 제1 및 제2 그룹의 LED들 사이의 색도 분리가 검증될 수 있다(블록 342). 예를 들면, 도 37에 도시된 바와 같이, 라인 294로 표시되는 두 그룹의 LED들 사이의 색도 차이는 평형 동작 온도에서 계산될 수 있다. 그 후에, 이 색도 차이는, 동작 온도 범위에 걸쳐 한 그룹의 LED들에 대해 발생하는 최대 색도 시프트와 비교될 수 있다. 색도 차이가 최대 색도 시프트를 초과한다면, 검증은 성공적으로 완료된다. 성공적인 검증으로, 두 그룹의 LED들은 동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트를 유지하기 위해 백라이트 내에서 사용될 수 있다. 그러나, 색도 차이가 최대 색도 시프트를 초과하지 않는다면, 새로운 제2 그룹의 LED들이 선택될 수 있고, 검증이 다시 수행될 수 있다. 또한, 소정의 실시예들에서, 상기 방법은 새로운 제1 그룹의 LED들을 선택하면서 다시 시작될 수 있다.
도 41은, 제1 및 제2 그룹의 LED들을 선택하는데 사용될 수 있는 다른 방법(346)을 도시한다. 도 40과 관련하여 전술한 바와 같이, 방법(346)은 타겟 백색 포인트를 결정하고(블록 348), 제1 그룹의 LED들을 선택함으로써(블록 350) 시작될 수 있다. 그 후에, 제1 그룹의 LED들에 대한 색도 시프트가 결정될 수 있다(블록 352). 예를 들면, 도 38과 관련하여 전술한 바와 같이, 색도 시프트는, 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 제1 그룹의 LED들의 색도에 발생하는 최대 색도 변화일 수 있다. 색도 시프트는, 제1 및 제2 그룹의 LED들 사이에 존재할 최소 색도 차이를 나타낼 수 있다.
그 후에, 평형 동작 온도가 결정될 수 있다(블록 354). 예를 들면, 평형 온도는, 안정적인 동작 상태(condition)들에서의 백라이트의 LED 접합 온도에 대응할 수 있다. 그 후에, 제2 그룹의 LED들이 평형 동작 온도와 최소 색도 차이를 이용하여 선택될 수 있다(블록 356). 예를 들면, 제2 세트의 LED들은, 평형 동작 온도에서 제1 LED들의 색도로부터 최소 색도 차이보다 많은 색도를 갖도록 선택될 수 있다. 제2 세트의 LED들은 또한, 도 37의 라인 294와 같은 USC 색도도상의 라인이 평형 동작 온도에서 타겟 백색 포인트, 제1 LED들 및 제2 LED들의 색도들과 교차하도록 선택될 수 있다.
제2 그룹의 LED들이 선택된 이후에, 평형 동작 온도에서 듀티 사이클들 사이의 비율이 검증될 수 있다(블록 358). 예를 들면, 평형 동작 온도에서 타겟 백색 포인트를 생성하기 위해 필요한 듀티 사이클들은, 수학식 5 내지 8을 이용하여 계산될 수 있다. 그 후에, 제1 그룹의 LED들의 듀티 사이클과 제2 그룹의 LED들의 듀티 사이클 사이의 비율은, 타겟 비율 또는 타겟 범위에 대하여 계산되고 검증될 수 있다. 예를 들면, 상기 그룹들의 LED들의 에이징을 유사 레이트로 보장하기 위해, 듀티 사이클들의 비율은 대략 1:1 비율을 필요로 할 수 있다. 소정의 실시예들에 따르면, 하나의 듀티 사이클 대 다른 듀티 사이클의 비율에 대한 타겟 범위는, 대략 0.8 내지 1.2의 타겟 범위일 수 있고, 모든 서브범위들은 그 범위 내에 있을 수 있다. 더 구체적으로, 하나의 듀티 사이클 대 다른 듀티 사이클의 비율에 대한 타겟 범위는, 대략 0.9 내지 1.1일 수 있고, 모든 서브범위들은 그 범위 내에 있을 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 수용 가능한(acceptable) 듀티 사이클 비율들의 범위는, 특히 백라이트 디자인 또는 애플리케이션과 같은 인자들에 따라 변할 수 있다.
도 42는, 동작 온도 범위에 걸쳐 듀티 사이클들의 변화를 도시하는 차트(362)이다. X축(364)은 백라이트 내의 LED 접합 온도를 나타내고, y축(366)은 듀티 사이클들을 나타낸다. 곡선(368)는 제1 그룹의 LED들에 대한 듀티 사이클을 나타내고, 곡선(370)는 제2 그룹의 LED들에 대한 듀티 사이클을 나타내고, 곡선(372)는 두 듀티 사이클들(368, 370)의 평균을 나타낸다. 차트(362)에 도시된 바와 같이, 온도가 증가함에 따라, 제1 그룹의 LED들에 대한 듀티 사이클들(368)은 감소하고, 제2 그룹의 LED들에 대한 듀티 사이클들(370)은 증가한다. 또한, 평균 듀티 사이클(372)은 온도와 함께 증가한다. 여기에서는 대략 100℃로 도시된 평형 온도에서, 듀티 사이클들(368, 370)은 동일하며, 이는 상기 그룹들의 LED들 사이에 고른 에이징을 갖게 할 수 있다.
제1 및 제2 그룹의 LED들에 대한 광 출력을 최대화하기 위해, 듀티 사이클들은, 동작 온도 범위에 걸쳐 사용되는 최고 듀티 사이클이 백라이트에 사용될 수 있는 최대 듀티 사이클을 나타내도록 스케일링될 수 있다. 듀티 사이클들을 스케일링하기 위해, 듀티 사이클들 간에 동일한 비율을 유지하면서 모든 듀티 사이클들의 세기가 조정될 수 있다.
도 43은, 도 39의 표에 도시된 듀티 사이클들이 스케일링되어 최대 듀티 사이클이 100인 경우의 표를 도시한다. 도 39와 도 43에 도시된 바와 같이, 최고 듀티 사이클은 제2 그룹의 LED들에 대한 125℃의 동작 온도에서 존재한다. 도 39에 도시된 바와 같이, 제2 그룹의 LED들에 대한 125℃에서의 듀티 사이클은 82.1이고, 듀티 사이클들 사이의 비율은 대략 0.739이다. 도 43에 도시된 바와 같이, 제2 그룹의 LED들에 대한 125℃에서의 듀티 사이클은 100.0으로 증가되었다. 또한, 제1 그룹의 LED들에 대한 듀티 사이클은, 듀티 사이클들 사이에 0.739의 비율을 유지하도록 조정되었다. 유사한 스케일링이 다른 동작 온도들에서의 듀티 사이클들에 대해 수행되었다. 도 39와 도 43을 비교하여 볼 때, 스케일링은 혼합 광의 총 광도를 100.0에서 121.7로 증가시켰다. 따라서, 듀티 사이클들의 스케일링은, 혼합 광의 총 광도를 극대화하는데 사용될 수 있다.
도 44는 동작 온도 범위에 걸쳐 LED들에 대한 듀티 사이클들을 설정하는데 사용될 수 있는 방법(374)을 도시한다. 방법(374)은 제1 및 제2 그룹의 LED들을 선택함으로써(블록 376) 시작될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 그룹의 LED들은, 도 40 및 도 41과 관련하여 전술한 바와 같이 선택될 수 있다. 상기 그룹들의 LED들이 선택된 이후에, 동작 온도 범위 내의 각 동작 온도에 대한 듀티 사이클들이 결정될 수 있다(블록 378). 도 39와 관련하여 전술한 바와 같이, 듀티 사이클들은, 각 그룹의 LED들에 대해서 타겟 백색 포인트에 대응하는 혼합 광을 생성하는 광도들을 발생시키도록 선택될 수 있다. 또한, 동작 온도 범위에 걸쳐 혼합 광의 총 광도를 일정하게 유지시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 원하는 총 광도(Ymixed)가 결정되면, 제1 그룹의 LED들에 대한 광도(Y1)가 수학식 16을 사용하여 계산될 수 있으며, 수학식 16은 수학식 4를 사용하여 구해지는 변수 (Ymixed-Y1)로 수학식 6의 Y2를 치환함으로써 구할 수 있다.
Figure 112011053960818-pat00016
LED들의 제1 그룹에 대한 광도(Y1)가 결정되면, LED들의 제2 그룹의 광도(Y2)는 수학식 4를 이용하여 결정될 수 있다. 그 후, 원하는 광도들을 생성하도록 듀티 사이클들이 선택될 수 있다.
듀티 사이클들이 선택되면, 듀티 사이클들은 혼합 광의 광도를 최대화하도록 스케일링될 수 있다(블록 380). 예를 들어, 온도의 범위에 걸쳐 경험된 가장 큰 듀티 사이클을 최대 듀티 사이클로 설정하는 스케일링 인자가 선택될 수 있다. 그 후, 듀티 사이클들 간의 동일한 비(ratio)를 유지하도록 동일한 인자에 의해 다른 듀티 사이클들이 스케일링될 수 있다.
도 45는 제1 및 제2 LED들의 다른 세트에 대한 색도 좌표들(chromaticity coordinates)을 도시하는 테이블이다. LED들의 제1 그룹은 일반적으로, 도 43 및 45에서의 색도 좌표들 x, y, u', 및 v'를 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이 도 43에서 이용된 LED들의 제1 그룹과 동일하다. 그러나, 도 45의 LED들의 제2 그룹은 LED들의 제1 그룹으로부터의 더 큰 색도 거리(chromaticity distance)가 되도록 선택되었다. 특히, 도 45에 도시된 바와 같이, 100℃의 평형온도에서, LED들의 두 그룹들 간의 색도차(chromaticity difference, △u'v')는 수학식 3을 이용하여 계산되어 대략 0.054가 될 수 있다. 비교시, 도 43에서 이용된 LED들의 두 그룹들 간의 색도차는 100℃의 평형온도에서 대략 0.029의 낮은 값일 수 있다. 따라서, 도 45에서 이용된 LED들의 두 그룹들은 도 43에서 이용된 LED들의 두 그룹들보다 더 큰 색도차에 의해 분리된다.
도 43과 도 45를 비교함으로써, 일반적으로, LED들 간의 색도차가 증가함에 따라, 듀티 사이클들 간의 비는 일반적으로 더 작아질 수 있는 것이 보여질 수 있다. 더 큰 색도차에 의해 분리되는 LED들에 대하여 도 45에 도시된 듀티 사이클들은, 더 작은 색도차에 의해 분리되는 LED들에 대하여 도 43에 도시된 듀티 사이클들보다 온도 범위에 걸쳐 서로 더 가깝게 된다. 예를 들어, 0℃의 온도에서 도 45의 듀티 사이클들의 비는 대략 1.8인 반면, 0℃의 온도에서 도 43에 도시된 듀티 사이클들 간의 비는 대략 3.5이다. 따라서, LED들의 그룹들 간의 더 큰 색도차는, 온도가 변화함에 따라, LED들이 더욱 유사한 레이트들로 구동되게 할 수 있어, LED들이 더욱 유사한 레이트에서 에이징하게 할 수 있다.
온도 범위에 걸쳐 듀티 사이클들 간의 비를 감소시키기 위해, 가능한 한 큰 색도차에 의해 분리되는 LED들의 그룹들을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, LED들의 그룹들은 LED들의 상이한 그룹들에 의해 생성된 혼합 광의 품질을 손상시키지 않고 색도차를 최대화하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 색도차가 너무 크면, 혼합 광은 상이한 적색 및 녹색 컬러들이 관찰될 수 있는 감소된 색 균일성(color uniformity)을 가질 수 있다. 따라서, LED들은 혼합 광의 색 균일성을 저해하지 않고 색도차를 최대화하도록 선택될 수 있다.
위에서 언급된 LED 선택 기술들은 또한, 이하에서 도 46 내지 48을 참조하여 설명되는 바대로, LED들의 셋 이상의 그룹들로부터의 광을 혼합하는 데에 이용될 수 있다. 소정의 실시예들에 따르면, 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트(target white point)를 생성하기 위해 백색 LED들의 셋 이상의 그룹들이 이용될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서는, 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐, 타겟 백색 포인트를 생성하기 위해 컬러 LED들의 셋 이상의 그룹들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시예들에서는, 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트와 실질적으로 동일한 혼합 광을 생성하기 위해 적색 LED들의 제1 그룹, 청색 LED들의 제2 그룹, 및 녹색 LED들의 제3 그룹이 결합될 수 있다.
도 46은 평형 온도에서 LED들의 상이한 세 그룹들에 대한 색도들(382, 384 및 386)을 보여주는 차트(380)를 도시한다. 타겟 백색 포인트(388)에서 혼합 광을 생성하기 위해 LED들의 세 그룹들이 선택될 수 있다. LED들의 세 그룹들에 의해 생성된 혼합 광의 색도는 수학식 9 내지 12를 이용하여 위에서 설명된 바대로 계산될 수 있다.
LED들의 세 그룹들은 라인들(390, 392 및 394)에 의해 표현된 색도차들(△u'v')에 의해 분리될 수 있다. 라인들(390, 392 및 394)이 연결되어 삼각형(396)을 형성할 수 있다. LED들의 상이한 세 그룹들에 대한 듀티 사이클들을 가변함으로써, 백색 포인트는 삼각형(396) 내의 어느 곳에서도 조절될 수 있다. 온도가 변화함에 따라, LED들의 세 그룹들의 색도들은 곡선들(398, 400 및 402)을 따라 시프트할 수 있다. 따라서, 온도가 변화함에 따라, 생성될 수 있는 혼합 광을 정의하는 삼각형(396)의 위치는 변화할 수 있다.
백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 원하는 백색 포인트가 삼각형(396) 내에서 위치되도록 LED들의 상이한 그룹들이 선택될 수 있다. 특히, LED들의 각각의 그룹 간의 색도차가 최소 색도차(△u'v'min)를 초과하도록 LED들의 상이한 세 그룹들이 선택될 수 있다. 도 38에 대하여 위에서 설명된 바대로, 최소 색도차는, 곡선들(398, 400 및 402) 중 하나 이상에 대하여 발생하는 최대 색도 시프트가 될 수 있다. 특정 실시예에서, 최대 색도 시프트는 제1 그룹의 LED들에 대한 색도 시프트에 기초하여 계산될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 최대 색도 시프트는 각각의 LED들의 그룹에 대해 계산될 수 있고, 가장 큰 시프트는 최소 색도 차이로서 이용될 수 있다.
도 47은 0℃ 내지 125℃의 온도 범위에 걸쳐 3개 그룹의 LED들에 대한 색도값들을 도시하는 테이블이다. 도 47에 도시된 바와 같이, 3개의 상이한 그룹의 LED들을 이용하는 것은 혼합 광이 전체 동작 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트에 대해 더 세밀하게 조정될 수 있도록 할 수 있다. 예컨대, 마지막 컬럼 "△u'v'wp"는 타겟 백색 포인트로부터의 편차가 모든 온도에 대해 대략 0.0000인 것을 나타낸다. 도 43과 관련하여 전술한 2개의 그룹의 LED들과 유사하게, 혼합광의 전체 광도는 동작 온도 범위에 걸쳐 일정할 수 있고, 듀티 사이클은 본 예에서는 100℃인, 백라이트의 평형 동작 온도에서 서로간에 대략 동일할 수 있다.
도 48은 백라이트의 동작 온도 범위에 걸쳐 타겟 백색 포인트를 생성하도록 혼합될 수 있는 3개의 상이한 그룹의 LED들을 선택하는데 이용될 수 있는 방법 404을 도시한다. 방법 404는 전술한 바와 같이 도 41의 블록들(348, 350, 352, 354)과 관련하여, 타겟 백색 포인트를 결정(블록 406)하고, 제1 그룹의 LED들을 선택하고(블록 408), 제1 그룹의 LED들에 대한 색도 시프트를 결정하고(블록 410), 평형 온도를 결정(블록 414)하여 시작할 수 있다. 제1 그룹의 LED들에 대한 색도 시프트는, 제1 및 제2 그룹의 LED들, 제1 및 제3 그룹의 LED들, 및 제2 및 제3 그룹의 LED들가에 유지되어야 하는 최소 색도 차이로서 이용될 수 있다.
다음에 방법은 제2 그룹의 LED들을 선택(블록 414)하여 계속될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 제2 그룹의 LED들은 적어도 최소 색도 차이만큼 제1 그룹의 LED들의 색도로부터 분리된 색도를 갖는 한 그룹의 LED들을 선택함으로써 선택될 수 있다. 제1 및 제2 그룹의 LED들의 색도들이 타겟 백색 포인트와 같이 색도도내의 동일선상에 놓여지도록 제2 그룹의 LED들을 선택하기 보다는, 제2 그룹의 LED들은 제1 및 제2 그룹의 LED들의 색도들과 교차하는 라인이 색도도상에 타겟 백색 포인트의 좌측으로 또는 우측으로 놓여 있도록 선택될 수 있다.
다음에 제3 그룹의 LED들은 적어도 최소 색도 차이만큼 제1 및 제2 그룹의 LED들의 색도로부터 분리된 색도를 갖는 한 그룹의 LED들을 선택함으로써 선택될 수 있다(블록 416). 제3 그룹의 LED들은 또한, 제3 그룹의 LED들의 색도가 제1 및 제2 그룹의 LED들의 색도들을 연결하는 라인으로서 색도도상의 타겟 백색 포인트의 맞은편상에 놓여지도록 선택될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 그룹의 LED들이 선택된 후에, 다음에 색도 분리가 검증될 수 있다(블록 418). 예컨대, 각각의 LED들의 그룹간에 색도 차이(△u'v')가 계산될 수 있고, 최소 색도 차이와 비교될 수 있다. 색도 차이들이 최소 색도 차이를 초과하지 않으면, 하나 이상의 LED들의 그룹들이 재선택될 수 있다. 색도 차이가 최소 색도 차이를 초과하면, 평형 동작 온도에서의 듀티 사이클 각각 간의 비가 검증될 수 있다(블록 420). 예컨대, 평형 동작 온도에서 타겟 백색 포인트를 생성하는데 필요한 듀티 사이클은 수학식 9 내지 12를 이용하여 계산될 수 있다. 듀티 사이클들간의 비는 다음에 계산될 수 있고, 원하는 범위에 대해 검증될 수 있어서, 듀티 사이클들이 상이한 LED들의 그룹들의 불균일한 에이징을 막도록 서로간에 충분하게 근사한 것을 보장할 수 있다.
전술한 특정 실시예들은 일례로서 개시되었으며, 이러한 실시예들은 다양한 수정 및 대체 폼들을 수용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 특허청구범위는 개시된 특정 형태에만 한정되지 않고, 본 명세서의 사상 및 범주 내에 있는 모든 수정, 균등물, 및 변경을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 온도 범위에 걸쳐서 동작하도록 구성된 백라이트와,
    상기 백라이트 내에 배열된 제1 발광 다이오드들의 제1 스트링과 - 상기 제1 발광 다이오드들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 제1 색도(chromaticity)를 가짐- ,
    상기 백라이트 내에 배열된 제2 발광 다이오드들의 제2 스트링과 - 상기 제2 발광 다이오드들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 제2 색도를 가지고, 상기 제2 색도는 상기 온도 범위에 걸친 상기 제1 발광 다이오드들의 최대 색도 시프트보다 더 큰 색도 차만큼 상기 제1 색도로부터 분리됨 - ,
    개개의 구동 세기들로 상기 제1 스트링 및 상기 제2 스트링을 독립적으로 구동하여 타겟 백색 포인트(target white point)에 대응하는 방출된 백색 포인트를 산출하도록 구성되는 하나 이상의 드라이버들과 - 상기 개개의 구동 세기들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 동일함 - ,
    디스플레이 내의 온도 변화들을 검출하도록 또한 상기 개개의 구동 세기들의 비율을 조정하여 상기 온도 범위에 걸친 상기 타겟 백색 포인트로의 대응성(correspondence)을 유지하도록 구성되는 컨트롤러
    를 포함하는 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드들은 제1 빈(bin)으로부터 선택되고, 상기 제2 발광 다이오드들은 제2 빈으로부터 선택되는 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 색도, 상기 제2 색도, 및 상기 타겟 백색 포인트는 CIE 1976 UCS 색도도(uniform chromaticity scale diagram) 내의 한 라인상에 놓여 있는 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 상기 색도 차 및 상기 최대 색도 시프트는 CIE 1976 UCS 색도도상의 △u'v'으로서 측정되는 디스플레이.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 개개의 구동 세기들의 듀티 사이클 비율을 조정하여 상기 타겟 백색 포인트로의 대응성을 유지하도록 구성되는 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 온도 범위에 걸쳐서 일정한 광도(luminosity)를 유지하도록 구성되는 디스플레이.
  8. 제1항에 있어서, 상기 백라이트에 배치되고 또한 상기 온도 변화들을 검출하도록 구성되는 하나 이상의 센서들을 포함하는 디스플레이.
  9. 온도 범위에 걸쳐서 동작하도록 구성된 백라이트와,
    상기 백라이트 내에 배열된 제1 발광 다이오드들의 제1 스트링과 - 상기 제1 발광 다이오드들은 상기 온도 범위에 걸쳐서 제1 범위의 색도를 가짐- ,
    상기 백라이트 내에 배열된 제2 발광 다이오드들의 제2 스트링과 - 상기 제2 발광 다이오드들은 상기 온도 범위에 걸쳐서 제2 범위의 색도를 가짐 - ,
    상기 백라이트 내에 배열된 제3 발광 다이오드들의 제3 스트링과 - 상기 제3 발광 다이오드들은 상기 온도 범위에 걸쳐서 제3 범위의 색도를 가지고, 상기 제1 범위의 색도, 상기 제2 범위의 색도, 및 상기 제3 범위의 색도는 서로 떨어져 있음 - ,
    개개의 구동 세기들로 상기 제1 스트링, 상기 제2 스트링, 및 상기 제3 스트링을 독립적으로 구동하여 타겟 백색 포인트에 대응하는 방출된 백색 포인트를 산출하도록 구성되는 하나 이상의 드라이버들과,
    디스플레이 내의 온도 변화들을 검출하도록 또한 상기 개개의 구동 세기들의 비율들을 조정하여 상기 온도 범위에 걸친 상기 타겟 백색 포인트로의 대응성을 유지하도록 구성되는 컨트롤러 - 상기 개개의 구동 세기들 간의 비율들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 1:1 비율들을 포함함 - 를 포함하는 디스플레이.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드들은 적색 광을 방사하도록 구성되고, 상기 제2 발광 다이오드들은 청색 광을 방사하도록 구성되고, 상기 제3 발광 다이오드들은 녹색 광을 방출하도록 구성되는 디스플레이.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드들, 상기 제2 발광 다이오드들, 및 상기 제3 발광 다이오드들은 백색 발광 다이오드들을 포함하는 디스플레이.
  12. 제9항에 있어서, 상기 백라이트의 평형 온도에서의, 상기 제1 발광 다이오드들, 상기 제2 발광 다이오드들, 및 상기 제3 발광 다이오드들 간의 색도 차들은 각각 상기 제1 발광 다이오드들, 상기 제2 발광 다이오드들, 및 상기 제3 발광 다이오드들의 각각에 대한 최대 색도 시프트들을 초과하는 디스플레이.
  13. 제12항에 있어서, 상기 색도 차들 및 상기 최대 색도 시프트들은 CIE 1976 UCS 색도도상의 △u'v' 으로서 측정되는 디스플레이.
  14. 삭제
  15. 백라이트를 동작시키는 방법으로서,
    개개의 구동 세기들로 제1 발광 다이오드들의 제1 스트링과 제2 발광 다이오드들의 제2 스트링을 독립적으로 구동하여 타겟 백색 포인트에 대응하는 방출된 백색 포인트를 산출하는 단계와,
    온도 변화들에 응답하여 상기 개개의 구동 세기들의 비율을 조정하여 상기 백라이트의 동작 온도 범위에 걸친 상기 타겟 백색 포인트에 대한 대응성을 유지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 백라이트의 평형 온도에서의 상기 제1 발광 다이오드들 및 상기 제2 발광 다이오드들 간의 색도 차가 상기 동작 온도 범위에 걸친 상기 제1 발광 다이오드들의 최대 색도 시프트보다 더 크고,
    상기 개개의 구동 세기들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 동일한, 백라이트 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서, 비율을 조정하는 것은 상기 개개의 구동 세기들의 듀티 사이클 비를 조정하는 것을 포함하는 백라이트 동작 방법.
  17. 제15항에 있어서, 비율을 조정하는 것은 상기 백라이트의 일정한 광도를 유지하는 것을 포함하는 백라이트 동작 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 색도 차는 상기 동작 온도 범위에 걸친 상기 제2 발광 다이오드들의 제2 최대 색도 시프트보다 더 큰 백라이트 동작 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 백라이트 내에 배치된 하나 이상의 온도 센서들을 사용하여 온도 변화들을 검출하는 단계를 포함하는 백라이트 동작 방법.
  20. 백라이트를 제조하는 방법으로서,
    백라이트 내에 제1 발광 다이오드들의 제1 스트링을 배열하는 단계와 - 상기 제1 발광 다이오드들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 제1 색도를 가짐- ,
    상기 제1 발광 다이오드들의 제1 스트링에 대하여 제2 발광 다이오드들의 제2 스트링을 배열하여 상기 백라이트의 동작 온도 범위에 걸친 타겟 백색 포인트를 산출하는 단계와 - 상기 제2 발광 다이오드들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 제2 색도를 가지고, 상기 제2 색도는 상기 백라이트의 동작 온도 범위에 걸친 상기 제1 발광 다이오드들의 최대 색도 시프트보다 더 큰 색도 차만큼 상기 제1 색도로부터 분리됨 - ,
    개개의 구동 세기들로 상기 제1 스트링 및 상기 제2 스트링을 독립적으로 구동하여 상기 타겟 백색 포인트에 대응하는 방출된 백색 포인트를 산출하도록 구성되는 하나 이상의 드라이버들을 구성하는 단계와,
    온도 변화들에 응답하여 상기 개개의 구동 세기들의 비율을 조정하여 상기 동작 온도 범위에 걸친 상기 타겟 백색 포인트로의 대응성을 유지하도록 컨트롤러를 구성하는 단계 - 상기 개개의 구동 세기들은 상기 백라이트의 평형 온도에서 동일함 - 를 포함하는 백라이트 제조 방법.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM407407U (en) * 2011-02-25 2011-07-11 Unity Opto Technology Co Ltd Improved display backlight structure which increases color saturation, brilliance, and white balance
US8575865B2 (en) * 2009-03-24 2013-11-05 Apple Inc. Temperature based white point control in backlights
TWI508624B (zh) * 2010-09-01 2015-11-11 Au Optronics Corp 發光二極體驅動方法
US9940879B2 (en) * 2011-10-05 2018-04-10 Apple Inc. White point uniformity techniques for displays
CN103079305B (zh) * 2011-10-26 2015-01-28 北京同步科技有限公司 Led照明装置及其灯光调节方法
JP5080681B1 (ja) * 2011-11-18 2012-11-21 株式会社ナナオ 表示装置、コンピュータプログラム、記録媒体及び温度推定方法
JP2013125845A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶表示パネル及び液晶表示装置
US9064451B2 (en) 2012-02-01 2015-06-23 Apple Inc. Organic light emitting diode display having photodiodes
US10251233B2 (en) * 2012-05-07 2019-04-02 Micron Technology, Inc. Solid state lighting systems and associated methods of operation and manufacture
TWI546952B (zh) * 2012-11-09 2016-08-21 友達光電股份有限公司 電激發光顯示面板
US9570044B2 (en) 2013-05-09 2017-02-14 Htc Corporation Image adjusting method, light source module and electronic device
RU2602340C2 (ru) * 2013-11-13 2016-11-20 Кэнон Кабусики Кайся Устройство отображения и способ его управления, светоизлучающее устройство и способ его управления, а также невременный машиночитаемый носитель хранения данных
EP2985755A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-17 TP Vision Holding B.V. Electronic device having a part which is subject to temperature dependent deterioration
CN104879681B (zh) * 2015-04-22 2017-12-08 京东方科技集团股份有限公司 光源及其控制方法、背光模组和液晶显示装置
CN105072739A (zh) * 2015-07-20 2015-11-18 上海信洁照明科技有限公司 D65、d75标准光源及其色漂补偿方法
KR102374266B1 (ko) * 2015-10-02 2022-03-18 삼성전자주식회사 백색 발광 모듈 및 led 조명 장치
DE102015117852A1 (de) * 2015-10-20 2017-04-20 Technische Universität Darmstadt Verfahren zur Steuerung einer Leuchteinrichtung und Leuchteinrichtung
WO2017097660A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Philips Lighting Holding B.V. Deriving a white-point for use in a multi-color light scene
US9603213B1 (en) 2016-02-05 2017-03-21 Abl Ip Holding Llc Controlling multiple groups of LEDs
EP3217764B1 (en) * 2016-03-10 2022-04-27 Dialog Semiconductor (UK) Limited Driving circuit for a light-emitting diode backlight and method for driving the same
US10306729B2 (en) * 2016-04-19 2019-05-28 Apple Inc. Display with ambient-adaptive backlight color
US10607551B2 (en) 2017-03-21 2020-03-31 Dolby Laboratories Licesing Corporation Temperature-compensated LED-backlit liquid crystal displays
CN107068114B (zh) * 2017-04-24 2019-04-30 北京小米移动软件有限公司 屏幕颜色调整方法、装置、设备及存储介质
CN110832391B (zh) * 2017-07-13 2022-07-26 夏普株式会社 液晶显示装置
CN107393483B (zh) * 2017-07-24 2019-12-31 武汉华星光电技术有限公司 量子点液晶显示器及其白点调整装置、白点调整方法
JP6973275B2 (ja) * 2018-04-27 2021-11-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置、及び表示装置
WO2019231932A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Phoseon Technology, Inc. Method and system for calibration of uv light sources
TWI669702B (zh) 2018-08-22 2019-08-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置及其操作方法
US10660174B2 (en) 2018-10-16 2020-05-19 Ideal Industries Lighting Llc Solid state luminaire with field-configurable CCT and/or luminosity
US10874006B1 (en) 2019-03-08 2020-12-22 Abl Ip Holding Llc Lighting fixture controller for controlling color temperature and intensity
CN114545682A (zh) * 2021-12-31 2022-05-27 惠科股份有限公司 背光模组、显示装置以及显示设备
WO2023184387A1 (zh) * 2022-03-31 2023-10-05 京东方科技集团股份有限公司 背光模组及其驱动方法、显示模组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001209049A (ja) 2000-01-27 2001-08-03 Sony Corp 照明装置及び液晶表示装置
KR20060056348A (ko) * 2003-07-28 2006-05-24 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광장치, ｌｅｄ조명, ｌｅｄ발광장치 및 발광장치의제어방법
WO2007125623A1 (ja) 2006-04-28 2007-11-08 Sharp Kabushiki Kaisha 照明装置およびこれを備えた液晶表示装置
KR20080020608A (ko) * 2005-05-27 2008-03-05 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 발광다이오드（ｌｅｄ） 조명 제어 시스템 및 방법

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7014336B1 (en) * 1999-11-18 2006-03-21 Color Kinetics Incorporated Systems and methods for generating and modulating illumination conditions
US6285344B1 (en) * 1998-03-13 2001-09-04 Apple Computer, Inc. Automatic adjustment of color balance and other display parameters in digital displays
US6608614B1 (en) * 2000-06-22 2003-08-19 Rockwell Collins, Inc. Led-based LCD backlight with extended color space
US6636003B2 (en) * 2000-09-06 2003-10-21 Spectrum Kinetics Apparatus and method for adjusting the color temperature of white semiconduct or light emitters
US6411046B1 (en) * 2000-12-27 2002-06-25 Koninklijke Philips Electronics, N. V. Effective modeling of CIE xy coordinates for a plurality of LEDs for white LED light control
US6630801B2 (en) * 2001-10-22 2003-10-07 Lümileds USA Method and apparatus for sensing the color point of an RGB LED white luminary using photodiodes
US6693394B1 (en) * 2002-01-25 2004-02-17 Yazaki North America, Inc. Brightness compensation for LED lighting based on ambient temperature
JP2003295154A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Fuji Photo Film Co Ltd モノクロｌｃｄの色調整方法および医用画像表示装置
US6933967B2 (en) * 2002-09-10 2005-08-23 Sony Corporation Color reference system for display monitor
US7119500B2 (en) * 2003-12-05 2006-10-10 Dialight Corporation Dynamic color mixing LED device
KR100605892B1 (ko) * 2004-02-17 2006-08-01 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 색상변경 방법
US20050263674A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-01 Joon-Chok Lee Method and apparatus for adjusting a mixed light produced by first and second light sources of first and second colors
US7626345B2 (en) * 2005-02-23 2009-12-01 Dialight Corporation LED assembly, and a process for manufacturing the LED assembly
EP1889116A4 (en) 2005-06-08 2008-08-20 Tir Technology Lp REAR LIGHTING DEVICE AND METHOD
US8278846B2 (en) * 2005-11-18 2012-10-02 Cree, Inc. Systems and methods for calibrating solid state lighting panels
US8514210B2 (en) * 2005-11-18 2013-08-20 Cree, Inc. Systems and methods for calibrating solid state lighting panels using combined light output measurements
TWI293194B (en) * 2005-12-16 2008-02-01 Promos Technologies Inc Structure analysis method of deep trench
DE102006056057A1 (de) * 2006-02-28 2007-09-06 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd., Suwon Antriebsvorrichtung für ein farbiges LED-Hintergrundlicht
US20070274093A1 (en) * 2006-05-25 2007-11-29 Honeywell International, Inc. LED backlight system for LCD displays
KR102481798B1 (ko) * 2006-06-09 2022-12-26 애플 인크. 터치 스크린 액정 디스플레이
US8552989B2 (en) * 2006-06-09 2013-10-08 Apple Inc. Integrated display and touch screen
US20100072900A1 (en) 2006-09-06 2010-03-25 Koninklijke Philips Electronics N V System and method for generating light by color mixing
US7821474B2 (en) * 2006-10-13 2010-10-26 Apple Inc. Rendering luminance levels of a high dynamic range display
US8748909B2 (en) * 2006-11-03 2014-06-10 Apple Inc. Display system
JP2008140704A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Stanley Electric Co Ltd Ｌｅｄバックライト
US20080136770A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Microsemi Corp. - Analog Mixed Signal Group Ltd. Thermal Control for LED Backlight
US7736017B2 (en) * 2006-12-21 2010-06-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Illumination device and display with illumination device
US7928939B2 (en) * 2007-02-22 2011-04-19 Apple Inc. Display system
US7932879B2 (en) * 2007-05-08 2011-04-26 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Controlling electroluminescent panels in response to cumulative utilization
US20080309633A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Apple Inc. Touch-sensitive display
US8040326B2 (en) * 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
US7777755B2 (en) * 2007-06-21 2010-08-17 Apple Inc. Display device calibration system
TWI479891B (zh) * 2007-06-26 2015-04-01 Apple Inc 動態背光調適
TWI466093B (zh) * 2007-06-26 2014-12-21 Apple Inc 用於視訊播放的管理技術
US7777760B2 (en) * 2007-06-29 2010-08-17 Apple Inc. Display color correcting system
US8169388B2 (en) * 2007-07-02 2012-05-01 Apple Inc. Color correction apparatus
JP2009020340A (ja) * 2007-07-12 2009-01-29 Renesas Technology Corp 表示装置及び表示装置駆動回路
US20090033612A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Roberts John K Correction of temperature induced color drift in solid state lighting displays
US7911442B2 (en) * 2007-08-27 2011-03-22 Au Optronics Corporation Dynamic color gamut of LED backlight
US7965300B2 (en) * 2007-11-15 2011-06-21 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for efficient white balance and gamma control
US8400391B2 (en) * 2008-01-10 2013-03-19 Honeywell International Inc. Method and system for improving dimming performance in a field sequential color display device
US8531126B2 (en) * 2008-02-13 2013-09-10 Canon Components, Inc. White light emitting apparatus and line illuminator using the same in image reading apparatus
KR100986359B1 (ko) * 2008-03-14 2010-10-08 엘지이노텍 주식회사 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치
KR101280390B1 (ko) 2008-05-13 2013-07-01 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치모듈
US8125163B2 (en) * 2008-05-21 2012-02-28 Manufacturing Resources International, Inc. Backlight adjustment system
US9001161B2 (en) * 2008-06-06 2015-04-07 Dolby Laboratories Licensing Corporation Chromaticity control for solid-state illumination sources
US9135889B2 (en) * 2008-10-14 2015-09-15 Apple Inc. Color correction of electronic displays
US9165493B2 (en) * 2008-10-14 2015-10-20 Apple Inc. Color correction of electronic displays utilizing gain control
JP5305884B2 (ja) * 2008-12-17 2013-10-02 株式会社東芝 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム
WO2010110970A1 (en) 2009-03-24 2010-09-30 Apple Inc. White point control in backlights
US8575865B2 (en) * 2009-03-24 2013-11-05 Apple Inc. Temperature based white point control in backlights

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001209049A (ja) 2000-01-27 2001-08-03 Sony Corp 照明装置及び液晶表示装置
KR20060056348A (ko) * 2003-07-28 2006-05-24 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광장치, ｌｅｄ조명, ｌｅｄ발광장치 및 발광장치의제어방법
KR20080020608A (ko) * 2005-05-27 2008-03-05 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 발광다이오드（ｌｅｄ） 조명 제어 시스템 및 방법
WO2007125623A1 (ja) 2006-04-28 2007-11-08 Sharp Kabushiki Kaisha 照明装置およびこれを備えた液晶表示装置

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