TWI502570B - 用於顯示器之白點均勻技術 - Google Patents

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Description

用於顯示器之白點均勻技術
本發明大體而言係關於顯示器，且更特定言之係關於使用基於發光二極體之背光的顯示器。
此章節意欲向讀者介紹可係關於本發明之在下文描述及/或主張之各種態樣的技術之各種態樣。據信此論述有助於向讀者提供背景資訊以促進更好地理解本發明之各種態樣。因此，應瞭解應據此閱讀此等闡述，且並不承認是先前技術。
液晶顯示器(LCD)通常用作廣泛多種電子裝置之螢幕或顯示器，包括攜帶型及桌上型電腦、電視及手持型裝置，諸如蜂巢式電話、個人資料助理及媒體播放器。傳統上，LCD已使用冷陰極螢光(CCFL)光源作為背光。然而，發光二極體(LED)技術之進步(諸如在亮度、能量效率、色彩範圍、預期壽命、耐久性、穩健性方面的改良及成本之持續降低)已使LED背光成為替代CCFL光源的風行選擇。然而，雖然單一CCFL可照亮整個顯示器；但通常使用多個LED來照亮相當的顯示器。
可在背光內使用眾多白色LED。視製造精度而定，由個別白色LED產生之光可具有廣泛色彩或色度分佈，例如範圍介於藍色色調至黃色色調或綠色色調至紫色色調。在製造期間，已將LED分類為多個區間(bin)，其中每一區間表示由LED發射之小範圍之色度值。在每一背光內，可選擇 LED以產生目標白點。然而，由於LED所發射之色度值的範圍，即使由在同一區間內之LED發射，由不同顯示器發射之白點亦可變化。此外，其他顯示器組件(諸如漫射板及薄膜電晶體層)可放大LED所發射之色度值的變化，且進一步可使顯示器所發射之白點移位。因此，使用者可感知不同顯示器之色彩的變化。此等變化可在諸如攜帶型媒體播放器及蜂巢式電話之手持型裝置的顯示器中尤其顯著，該等手持型裝置常常在使用者間交換或被彼此緊密靠近地查看。
下文闡述本文中所揭示之某些實施例之概述。應理解，僅呈現此等態樣以向讀者提供此等特定實施例之一簡要概述，且此等態樣並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本發明可涵蓋下文可能並未闡述之多種態樣。
本發明大體係關於用於校準顯示器以產生一目標白點之技術。用於相似裝置中之顯示器各自可經校準至該目標白點以促進裝置顯示器之外觀的均勻性。根據所揭示實施例，顯示器可包括一具有多個LED串之LED背光，其中每一串包括來自一不同區間之LED。可以一基電流(諸如20 mA)來分開測試該等串中之每一者，以判定該串之發射色度。可將每一串之發射色度值作為校準值儲存於顯示器內，且接著隨後用以判定該LED串之驅動強度。舉例而言，該背光之LED控制器可比較該等校準值與目標白點，且接著判定當來自該等串之光混合時允許顯示器產生目標 白點的每一串之驅動強度。
此外，在某些實施例中，亦可對於包括於顯示器中之LCD面板進行一或多個調整。舉例而言，在某些實施例中，驅動強度調整可不足以使所發射白點與目標白點對準。在此等實施例中，可在LCD面板中使用硬體及/或軟體調整以補償所發射白點與目標白點之間的偏差。舉例而言，可調整像素，或可塑形一色彩遮罩，以使該顯示器所發射之整體色度在綠色、藍色及/或紅色方向上移位。在另一實例中，可調整提供至某些像素之電壓以使該顯示器所發射之整體色度在綠色、藍色及/或紅色方向上移位。
在閱讀以下詳細描述且參看圖式時，可更好地理解本發明之各種態樣。
下文中將描述一或多個特定實施例。為了提供此等實施例之一簡明描述，未在說明書中描述實際實施之所有特徵。應瞭解在任何此實際實施之開發中，如在任何工程化或設計專案中，必須作出大量針對實施的特定決策以達成開發者之特定目標，諸如順應系統相關及商業相關約束，其可因實施而異。此外，應瞭解，此一開發嘗試可能為複雜且耗時的，但對於具有本發明之益處的一般技術者而言仍將為常規的設計、加工及製造任務。
本發明係針對用於在用於不同裝置中的顯示器上產生一致白點的技術。詳言之，本技術經設計以使相似裝置(例如，相同型號或類型之裝置)上之顯示器能夠發射一致白 點，使得該等顯示器在由使用者觀看時呈現為具有相同或實質上相同的色彩及亮度。根據某些實施例，可判定均勻白點，且接著將其設定為用於相似裝置中之顯示器的目標白點。
顯示器可各自包括一LED背光，其使用多個LED串來照明顯示器，其中每一串包括來自一不同色彩區間之LED。因此，LED背光內之每一串可具有不同色度。可選擇該等串以具有互補色度，使得當來自該等串之光混合在一起時，可發射相當接近目標白點之白點。可以一基電流(諸如20 mA)來分開測試該等串中之每一者，以判定該串之發射色度。接著可將指示發射色度之值儲存於顯示器內作為校準值。舉例而言，在某些實施例中，可將每一串之色度座標儲存為校準值。接著可在背光之操作期間使用校準值以判定對LED串之驅動強度。每一串可獨立地由單獨驅動器或驅動器通道來控制，單獨驅動器或驅動器通道又允許每一串以單獨驅動強度操作，以將顯示器之白點精細調諧至目標白點。詳言之，可使用顯示器內之控制邏輯來判定可使所發射白點與目標白點對準的對每一串之驅動強度。
在某些實施例中，驅動強度調整可不足以使所發射白點與目標白點對準。在此等實施例中，亦可對LCD面板進行調整以補償與目標白點之偏差，使得顯示器所發射之整體色度匹配目標色度。舉例而言，在某些實施例中，可調整施加至LCD面板中的像素之電壓以使整體色度在綠色、藍色及/或紅色方向上移位。在另一實例中，可使用硬體修 改(諸如塑形一色彩遮罩或調整像素之數目或大小)來使整體色度移位。
圖1說明可利用上述白點調整技術之電子裝置10。應注意，雖然下文中將參考所說明之電子裝置10(其可為行動電話)來描述該等技術，但本文描述之技術可與使用LED背光之任何電子裝置一起使用。舉例而言，其他電子裝置可包括桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、可查看媒體播放器、個人資料行事曆、工作站、獨立顯示器或類似物。在某些實施例中，電子裝置可包括可購自Cupertino,California之Apple Inc.的iPod®或iPhone®型號。在其他實施例中，電子裝置可包括可購自任何製造商之使用LED背光的其他型號及/或類型之電子裝置。
如圖1中說明，電子裝置10包括一外殼12，其支撐及保護可用以產生影像以顯示於顯示器14上的內部組件，諸如處理器、電路及控制器等等。外殼12亦允許近接可用以與電子裝置10互動的使用者輸入結構16、18、20及22。使用者輸入結構40、42、44及46與顯示器14組合可允許使用者控制手持型裝置34。舉例而言，輸入結構16可啟動或去啟動手持型裝置34；輸入結構42可啟動主畫面、使用者可組態應用程式畫面或語音辨識特徵；輸入結構20可提供音量控制，且輸入結構22可在振動與響鈴模式之間雙態觸發。電子裝置10亦包括接收來自使用者之語音資料的麥克風48，及致能音訊播放或某些電話能力的揚聲器50。
此外，使用者輸入結構16、18、20及22可由使用者操縱 以操作在電子裝置10上執行之圖形使用者介面(GUI)及/或應用程式。此外，在某些實施例中，電子裝置10可包括位於顯示器14前方之一觸控螢幕，其允許使用者與電子裝置10互動。電子裝置10亦可包括輸入及輸出(I/O)埠28及30，其允許將裝置10連接至外部裝置，諸如頭戴式耳機、外部揚聲器、電源或其他電子裝置。
圖2為說明裝置10之各種組件及特徵的方塊圖。除了上文論述之顯示器14、輸入結構16、18、20及22以及I/O埠28及30之外，裝置10包括可控制裝置10之操作的處理器32。處理器32可使用來自儲存器34之資料來執行裝置10之作業系統、程式、GUI及任何其他功能。儲存器24可包括非暫時電腦可讀媒體，其儲存用於由處理器32執行之指令、程式及/或程式碼。此外，儲存器24可表示隨機存取記憶體、唯讀記憶體、可重寫快閃記憶體、硬碟機及光碟等等。處理器32亦可經由I/O埠30或經由網路裝置36接收資料，網路裝置36可表示(例如)一或多個網路介面卡(NIC)或網路控制器。
經由網路裝置36及I/O埠30接收之資訊以及包含於儲存器34中之資訊可顯示於顯示器14上。顯示器14可一般包括一LED背光38，其充當顯示器14內的LCD面板40之光源。如上文所提及，使用者可藉由經由使用者輸入結構16、18、20及22以及觸控螢幕操縱GUI來選擇資訊進行顯示。在某些實施例中，使用者可藉由經由使用者輸入結構16、18、20及22以及觸控螢幕操縱GUI來調整LED背光38之性 質，諸如白點之色彩及/或亮度。輸入/輸出(I/O)控制器42可提供用於在輸入結構16、18、20及22、I/O埠28及30、顯示器14與處理器32之間交換資料的基礎結構。
圖3為使用邊緣照射式LED背光38之顯示器14之實施例的分解圖。顯示器14包括可組裝在框架44內之背光38及LCD面板40。LCD面板40可包括一像素陣列，其經組態以選擇性調變自背光38穿過LCD面板40之光的量及色彩。舉例而言，LCD面板40可包括一液晶層、一或多個薄膜電晶體(TFT)層(該等層經組態以經由電場控制該液晶層之液晶的定向)及偏光膜，其協作以使LCD面板40能夠控制每一像素所發射的光的量。LCD面板40可為扭轉向列(TN)面板、共平面切換(IPS)面板、邊緣場切換(FFS)面板、上述類型面板之變體或任何其他適當面板。
背光38包括一光導46(諸如導光板)、一或多個光學膜48(諸如一或多個亮度增強膜)及包括LED 52之光源50。來自LED 52之光被引導穿過光導46及光學膜48，且大體朝向LCD面板40發射。如圖3中所示，背光38為一邊緣照射式背光，其包括一個位於顯示器14之邊緣的光源50。然而，在其他實施例中，多個光源50可安置於顯示器14之邊緣周圍。此外，在某些實施例中，替代邊緣照射式背光，背光可為直下式(direct-light)背光，其具有安裝在LCD面板後方之陣列盤上的LED陣列。
LED 52可為經設計以發射白光之任何類型之LED。在某些實施例中，LED 52可包括基於磷光體之白色LED，諸如 單一色彩LED，其塗有磷光體材料或其他波長轉換材料以將單色光轉換為寬頻譜白光。舉例而言，藍色晶粒可塗有黃色磷光體材料。在另一實例中，藍色晶粒可塗有紅色磷光體材料及綠色磷光體材料兩者。舉例而言，來自藍色晶粒之單色光可激發該磷光體材料產生一互補色彩光，其在與單色光混合後產生白光。LED 52亦可包括在單一LED裝置中封裝在一起之多色晶粒以產生白光。舉例而言，紅色晶粒、綠色晶粒及藍色晶粒可封裝在一起，且光輸出可混合而產生白光。此外，LED 52可包括具有紅色、綠色、藍色或黃色磷光體材料之混合物的紫外線(UV)晶粒。
可經由參考圖4而更佳理解說明性顯示器14之額外細節，圖4為說明顯示器14之各種組件及特徵的方塊圖。顯示器14包括LCD面板40及LED背光38。LCD面板40包括控管LCD面板之操作的LCD控制器54。舉例而言，LCD控制器54可包括一或多個驅動器積體電路，其接收(例如)來自裝置10之圖形卡或控制器的影像資料並輸出控制信號以改變LCD面板40內之像素56的透射狀態。根據某些實施例，LCD控制器54可位於LCD面板40內之驅動器突出部分(ledge)上，而像素56可位於LCD面板40之使用者可見的作用區域內。此外，在某些實施例中，可使用撓性電路(亦即，撓性纜線)來將LCD控制器54連接至電子裝置10之I/O控制器42(圖1)。
LED背光38包括控管光源50之操作的LED控制器58。詳言之，LED控制器58包括一或多個驅動器60，其對安裝於 背光38內之LED 52之串62供電且進行驅動。每一串62包括發射相似色彩及/或亮度之光的LED 52。具體而言，LED 52可包括選自界定LED之性質(諸如色彩或色度、通量及/或正向電壓)的不同區間之LED群組。來自同一區間之LED 52可在一或多個串62中接合在一起，其中由單獨驅動器60或驅動器通道獨立地驅動每一串。每一顯示器14可具有由一組色度座標、三色激勵值或類似物表示的目標白點。可跨越相似裝置使用相同目標白點，且每一裝置可經校準以發射目標白點，以便相似裝置全部發射均勻白點。
驅動器60可包括一或多個積體電路，該一或多個積體電路可安裝於印刷電路板上且由LED控制器58控制。在某些實施例中，驅動器60可包括用於藉由一個驅動器60來獨立驅動多個LED串52的多個通道。驅動器60可包括電流源(諸如電晶體)，其提供電流至LED 62(例如，至每一LED串之陰極端)。此外，驅動器60可包括用於調節提供至LED 62之電流的組件，諸如電阻器、放大器及場效電晶體。驅動器60亦可包括電壓調節器。在某些實施例中，電壓調節器可為切換式調節器，諸如脈寬調變(PWM)調節器。
LED控制器58可將驅動器60之驅動強度設定為使顯示器14能夠發射目標白點之特定驅動強度。具體而言，LED控制器58可發送控制信號至驅動器60以變化LED 52之電流及/或工作循環。舉例而言，LED控制器58可提供正向電流參考信號(例如，呈控制電壓形式)至驅動器60以調整通過串62之電流量。在另一實例中，LED控制器58可變化驅動器 60之PWM工作循環。
LED控制器58可使用儲存於記憶體64中之資訊來判定用以設定驅動器60的驅動強度。舉例而言，LED控制器58可使用儲存於記憶體64中之校準值66結合校準邏輯68來判定對每一驅動器60或驅動器通道的驅動強度。校準值66描述可用以判定用於產生目標白點之驅動強度的LED串62之色度及/或亮度性質。舉例而言，根據某些實施例，校準值66可表示包括於背光38內之每一LED串62之色度及/或亮度。在另一實例中，校準值66可表示由LED串62之組合發射之混合光的色度及/或亮度。在另一實例中，校準值66可表示每一串與目標白點之偏差，或來自LED串62之混合光與目標白點之偏差。
可藉由在將LED串62組裝於顯示器14內之前或之後獨立測試LED串62來判定校準值66，如下文關於圖6至圖12進一步論述。接著可將色度或基於色度之值儲存於記憶體64中作為校準值66，校準值66可供LED控制器58使用以校準顯示器14以便發射目標白點。舉例而言，在某些實施例中，使用者可在顯示器14之組裝期間將校準值66程式化至記憶體64中。然而，在其他實施例中，使用者可經由裝置10之使用者介面、經由I/O埠30或經由網路連接來鍵入校準值66。
LED控制器58接著可使用校準值66來判定對每一LED串62之適當驅動強度。舉例而言，LED控制器58可執行儲存於記憶體64內之校準邏輯64以判定驅動強度，如下文關於 圖10及圖14進一步論述。根據某些實施例，校準邏輯64可包括硬體及/或軟體控制演算法或指令，其可由LED控制器58執行以基於校準值66來判定驅動強度。此外，在某些實施例中，LED控制器58可使用儲存於記憶體64中之校準曲線或表結合校準邏輯64來判定驅動強度。
根據某些實施例，記憶體64可為EEPROM、快閃記憶體或其他適當光學、磁性或固態電腦可讀媒體。如圖4中所示，記憶體64包括於背光38內，作為LED控制器58的部分。然而，在其他實施例中，記憶體64可為包括於背光38內之獨立組件。此外，在其他實施例中，校準值66及校準邏輯68可儲存於LCD面板40之記憶體內，諸如在LCD控制器54之記憶體內，或在電子裝置10之記憶體內，諸如儲存器34(圖2)。
在判定驅動強度後，LED控制器58接著可調整驅動器60來以所判定驅動強度操作。根據某些實施例，LED控制器58可將所判定驅動強度儲存於記憶體64中，作為可在背光38之整個操作壽命期間使用的基本驅動強度。舉例而言，LED 52之色度及亮度可歸因於老化或溫度改變而隨時間移位。在某些實施例中，LED控制器58可經設計以藉由調整驅動器60之驅動強度而補償此等移位。在此等實施例中，LED控制器58可使用該等基本驅動強度作為未來驅動強度調整之開始點。
如上文關於圖4描述，LED 52可選自多個區間，其中每一區間界定LED之色彩及/或亮度性質，諸如色彩、亮度、 正向電壓、通量及色調等等。圖5說明一代表性LED區間圖表70(諸如來自商用LED製造商)，其可用以將LED分組為若干區間72，其中每一LED區間展現一不同白點。區間圖表70大體可在x軸74及y軸76上標繪色度值，該等色度值描述如由標準觀察者所見的色彩。舉例而言，區間圖表70可使用對應於由國際照明委員會(CIE)開發之CIE 1976 UCS色度圖之色度座標。在區間圖表70上，x軸74可標繪u'色度座標，其可大體上沿著x軸74自藍色前進至紅色，且y軸76可標繪v'色度值，其可大體上沿著y軸76自藍色前進至綠色。然而，在其他實施例中，LED 52可選自由其他色度圖表示之區間，諸如CIE 1931色度圖，其標繪x及y色度座標。
每一區間表示不同色度，且LED可選自不同區間，使得當來自LED之光混合時，產生一接近目標白點之色度。中央區間W可包含對應於目標白點之色度值，而周圍區間N1-17 可包含距目標白點較遠之色度值。根據某些實施例，LED可選自在中央區間W之相反兩側上的相鄰區間N1-17 ，使得當來自該等LED 52中之每一者的光混合時，所發射之光可緊密匹配目標白點。舉例而言，如圖表70上所示，區間W可包含目標白點。全部使用區間W之LED的背光可實質上匹配目標白點。然而，若在背光內使用較大數目之區間，則製造成本可降低。因此，可在背光內使用來自(例如)相鄰區間N1-17 之LED。來自相鄰區間N1-17 之LED可選擇性定位於背光內以產生接近目標白點之輸出。舉例而言，來自 相鄰區間之LED可在整個背光38上交錯或順序地配置。來自相同區間之LED可在單獨串上相接，使得可獨立調整來自不同區間之LED之驅動強度，以將所發射光與目標白點對準。
在某些實施例中，可選擇來自兩個或兩個以上相鄰區間N1-17 之LED且將其混合於LED背光內。舉例而言，一背光可使用來自互補區間N2 及N6 、互補區間N1 及N5 、或互補區間N5 、N3 及N8 之LED。此外，可混合來自目標白點區間W及來自相鄰區間N1-12 之LED以產生所要白點。舉例而言，背光可使用來自區間W、N6 及N2 之LED。在另一實例中，背光可使用選自區間W之多個LED串。如可瞭解，可在背光內使用區間的任何適當組合。此外，可使用比所展示範圍更寬廣之區間範圍。
圖6描繪可用於背光38中之兩個LED串62A及62B。串62A包括來自區間N1 之LED 52A，且串62B包括來自區間N5 之LED 52B。如所展示，串62A及62B平行配置，自共用陽極延伸，且終止於單獨的陰極80A及80B。然而，在其他實施例中，串62A及62B可各自具有單獨的陽極及陰極。此外，如圖6中所示，每一串62A及62B分別包括四個LED 52A及52B。然而，在其他實施例中，可在每一串中包括任何數目之LED。
可分開測試每一串62A及62B以判定其色度。舉例而言，可以諸如20 mA之基電流驅動串62A，而不將電流引導至串62B。相似地，可以基電流驅動串62B，而不將電 流引導至串62A。接著可使用光學感測器(諸如，光電晶體、光電二極體或光電阻等等)來偵測每一串62A及62B之色度。此外，在某些實施例中，可使用光學感測器來偵測藉由操作串62A及62B兩者而產生之混合光的色度。然而，在其他實施例中，可根據串62A及62B之個別色度計算來自串62A及62B之混合光之色度(稱作「混合色度」)。
圖7為分別描繪串62A及62B之色度84A及84B的圖表82。如上文論述，可藉由以基電流分別驅動串62A及62B，且用光學感測器量測發射色度來判定色度84A及84B。色度84A及84B可分別由x軸74及y軸76上所展示的u'及v'座標表示。目標白點88大體位於色度84A及84B之間的線91上。來自串62A及62B之混合光之色度86亦大體位於線91上。如可瞭解，可藉由變化LED串之驅動強度而將混合光之色度調整至線91上之任何色度。
如圖表82所示，混合色度86與目標白點88偏差一量90。然而，如下文關於圖9至圖10進一步論述，可調整串62A及62B之驅動強度以使混合色度86與目標白點88對準。舉例而言，由於色度84A較接近目標白點，所以可相對於串62B之驅動強度而增加串62A之驅動強度，以使混合色度86較接近目標白點88。隨著經過串62A及62B之電流增加，背光38之整體亮度亦可增加。因此，可調整驅動強度之比率，而非僅增加一個串62A或62B之驅動強度，以使混合色度86與目標白點88對準，同時維持相對恆定之亮度。
圖8描繪用於校準一顯示器以發射目標白點之方法92之流程圖。方法92可藉由測試(區塊94)處於隔離中之每一LED串(其可包括於背光中)而開始。舉例而言，如上文關於圖6所描述，可以順序方式將基電流施加至每一LED串62以個別地驅動每一串62，同時不將電流提供至其他串。隨著測試每一串，可使用一或多個光學感測器來量測(區塊96)每一串之色度。根據某些實施例，可在每一串62安裝於顯示器14內之後測試該串。因此，所量測色度可說明可由顯示器組件(諸如包括於LCD面板40內之背光漫射體層及薄膜電晶體層)引入之白點移位。然而，在其他實施例中，可在安裝至顯示器中之前測試串62。
接著可使用所量測色度值來判定(區塊98)校準值。根據某些實施例，校準值可對應於所量測色度值。舉例而言，如圖7中所示，可將色度值84A及84B之u'及v'座標用作校準值。在另一實例中，可將混合色度86之u'及v'座標用作校準值。在此實例中，可包括額外資訊(諸如用於每一串中之LED區間)作為校準值之一部分。在另一實例中，可將與目標白點88偏差之量90的量值及方向用作校準值。此外，可將先前資訊之任何組合用作校準值。
接著可將校準值儲存(區塊100)於顯示器內。舉例而言，如上文關於圖4所描述，可將校準值66儲存於背光38之LED控制器58之記憶體64內。此外，亦可將用於使用校準值66來產生目標白點之校準邏輯64儲存於記憶體64內。此外，在其他實施例中，可將校準值66儲存於裝置10之其 他部分內，諸如LCD面板40或儲存器34(圖1)內。
圖9為說明LED背光38之操作之示意圖。分別來自串62A及62B之LED 52A及52B彼此交替。由單獨驅動器60A及60B驅動每一串62A及62B，每一驅動器以通信方式耦接至LED控制器58。如下文關於圖10進一步論述，LED控制器58可使用校準邏輯68以基於校準值66來判定對每一驅動器60A及60B的驅動強度。LED控制器58接著可傳輸控制信號以將每一驅動器60A及60B之驅動強度設定至所判定驅動強度。舉例而言，LED控制器58可傳輸控制電壓至驅動器60A及60B以變化施加至每一LED串62A及62B之正向電流。在另一實例中，LED控制器58可變化驅動器60A及60B之工作循環。
圖10為描繪用於判定及設定每一驅動器60A及60B之驅動強度以產生目標白點之方法102的流程圖。方法102可以擷取(區塊104)校準值開始。舉例而言，LED控制器58可自記憶體64擷取校準值66。在另一實例中，LED控制器58可自儲存器34(圖1)或自LCD控制器54擷取校準值。LED控制器接著可判定(區塊106)目標白點。在某些實施例中，可將目標白點儲存於記憶體64內作為校準值66之一部分。在此等實施例中，LED控制器58可擷取作為校準值66之一部分的目標白點。然而，在其他實施例中，LED控制器58可自儲存器34(圖1)或自LCD控制器54(圖4)擷取目標白點。
LED控制器58接著可判定(區塊108)包括於背光內之LED串之驅動強度。詳言之，LED控制器58可使用校準邏輯68 來基於校準值66計算驅動強度。舉例而言，在校準值66表示每一LED串之色度的實施例中，LED控制器58可使用校準邏輯68來判定在驅動強度之間應存在的比率以產生目標白點。根據某些實施例，LED控制器58可判定每一LED串之色度與目標白點之偏差，且基於該等偏差來計算驅動強度比率。在判定該等比率之後，LED控制器58可按比例調整對每一LED串之驅動強度以產生所要比率。
在另一實例中，在校準值66表示混合色度的實施例中，LED控制器58可使用校準邏輯68來比較混合色度與目標白點，及判定會產生該目標白點之驅動強度調整量。在另一實例中，在校準值66表示混合色度與目標白點之偏差之量值及方向的實施例中，LED控制器58亦可使用校準邏輯來判定會產生該目標白點之驅動強度調整。LED控制器58接著可將驅動強度調整應用至每一驅動器60之預設驅動強度設定以判定具體驅動強度。
在判定驅動強度後，LED控制器58接著可將驅動器60設定(區塊110)至所判定驅動強度。舉例而言，LED控制器58可將控制信號傳輸至驅動器60以調整施加至LED串之正向電流的量。在另一實施例中，LED控制器58可將控制信號傳輸至驅動器60以變化PWM工作循環。
儘管上文已在使用兩個LED串之背光的內容脈絡中描述分別展示於圖8及圖10中之方法92及102，但此等方法亦可用於使用三個或三個以上LED串之背光中。圖11描繪使用三個LED串62C、62D及62E的背光之實施例。每一串 62C、62D及62E使用來自不同區間之LED 52C、52D及52E。舉例而言，LED 52C可來自區間N5 ，LED 52D可來自區間N2 ，且LED 52E可來自區間N8 。LED 52C、52D及52E可沿著背光38而順序交替。
由單獨驅動器60C、60D及60E驅動每一串62C、62D及62E，每一驅動器以通信方式耦接至LED控制器58。可使用上文關於圖8描述之方法92來組裝背光，且可將表示每一串62C、62D及62E之色度的校準值儲存於記憶體64內。如上文關於圖10所論述，LED控制器58可使用校準邏輯68來基於校準值66判定對每一驅動器60C、60D及60E的驅動強度。LED控制器58接著可傳輸控制信號以將每一驅動器60C、60D及60E之驅動強度設定至所判定驅動強度。
圖12為分別描繪串62C、62D及62E(當該等串以基電流驅動時)之色度84C、84D及84E的圖表111。如圖表111所展示，目標白點88位於由色度84C、84D及84E形成之三角形113內。藉由變化該等串62C、62D及62E之驅動強度，可將混合色度調整至由三角形113包含之任何色度。因此，使用三個LED串可允許混合色度之較大調整範圍。在基電流下，混合色度112位於稍微高於目標白點88且在其右邊處。然而，可如上文關於圖10描述來使用方法102調整驅動強度，使得混合色度匹配目標白點。
圖7至圖12描繪背光內之LED串之驅動強度可經調整以產生目標白點之實施例。然而，在某些實施例中，LCD面板亦可經調整以產生顯示器之目標白點。詳言之，圖13至 圖15描繪除了使用背光中之驅動強度調整之外亦可使用LCD面板調整的實施例。當除了可藉由變化LED驅動強度而達成之調整之外亦需要額外調整時，LCD面板調整可為尤其有益的。當LED驅動強度調整自身可能產生不令人滿意結果(諸如顯示器可能過暗)時，LCD面板調整亦可為有益的。
圖13為描繪兩個不同LED串(當該等串以基電流驅動時)之色度84F及84G的圖表115。如圖表115所示，混合色度114位於在色度84F與84G之間延伸之線117上。如可瞭解，可藉由調整LED串之驅動強度而將混合色度調整至大體上沿著線117之任何色度。然而，目標白點88位於線117上方距離116處。因此，可需要額外調整以在顯示器14上產生目標白點。如下文進一步論述，可經由對LCD面板44之硬體及/或軟體修改來提供額外調整。
圖14為用於藉由修改LCD面板44之操作而調整所發射白點之方法118的流程圖。方法118可藉由以上文關於圖10之區塊104及106描述的方式來擷取(區塊120)校準值及判定(區塊122)目標白點而開始。舉例而言，可自記憶體64(圖11)、儲存器34(圖1)或自LCD面板44擷取校準值及目標白點。LCD控制器58接著可判定(區塊124)混合色度與目標白點之偏差。舉例而言，如圖13中所示，LED控制器58可使用校準邏輯68來判定混合色度114與目標白點88之間的色度差。
LED控制器58接著可判定(區塊126)對各別LED串之驅動 強度，該等驅動強度將使混合色度114與目標白點88更緊密對準。可如上文關於圖10之區塊108所描述而大體判定驅動強度。然而，並非判定將使混合色度與目標白點88對準之驅動強度，LED控制器58可判定將使混合色度接近目標白點88之驅動強度。換言之，在此實施例中，雖然驅動強度調整可允許混合色度靠近目標白點，但可需要進一步調整以使混合色度與目標白點對準。LCD控制器58接著可將驅動器60設定(區塊128)至所判定驅動強度。舉例而言，LED控制器58可將控制信號傳輸至驅動器60以調整驅動器60之電流或工作循環，如上文關於圖10之區塊110所描述。
LED控制器58接著可判定(130)使混合色度與目標白點對準所需之LCD調整。舉例而言，LED控制器58可判定應施加至LCD面板14之像素56(圖4)的伽瑪校正(gamma correction)。詳言之，LED控制器58可判定伽瑪校正之量及類型。在所說明實施例中，目標白點88在綠色方向上位於混合色度上方，如圖13中所示。因此，LED控制器58可使用校準邏輯64來判定LCD面板40應在綠色方向上移位。然而，在其他實施例中，視混合色度與目標白點之間的差異而定，LCD面板40可在紅色或藍色方向上移位。
LED控制器58接著可設定(區塊132)LCD調整。舉例而言，LED控制器58可將控制信號傳輸至LCD控制器54(圖4)，其指示伽瑪校正之類型及量。LCD控制器54接著可執行伽瑪校正。舉例而言，在所說明實施例中，LCD控制器 54可增加綠色像素之電壓。然而，在其他實施例中，LCD控制器54可視所需要調整之類型而定來調整綠色像素、紅色像素及/或藍色像素之電壓。舉例而言，可增加綠色像素之電壓而使得此等像素比紅色及藍色像素更亮，此又使白點在綠色方向上移位。此外，在某些實施例中，可調整紅色、綠色與藍色像素之間的電壓比率以在維持恆定亮度的同時使白點移位。此外，在其他實施例中，LED控制器58可結合LCD控制器54來操作以判定(區塊130)LCD調整。舉例而言，在某些實施例中，LCD控制器54可基於自LED控制器58接收之資料來判定應使用的伽瑪校正的類型及量。
圖15為描繪用於組裝一背光之方法134之流程圖，其中可對LCD面板進行硬體調整以允許背光經校準至目標白點。方法134可藉由以上文關於圖8之區塊94、96及98描述的方式來分開測試(區塊136)每一串、量測(區塊138)每一串之色度及判定(區塊140)校準值而開始。方法134接著可藉由判定(區塊142)將允許混合色度與目標白點對準之LCD硬體調整來繼續。舉例而言，技術人員可判定可藉由變化LED串之驅動強度以允許混合色度靠近目標白點而達成的色度調整範圍。技術人員接著可判定允許混合色度與目標白點對準所需之額外調整的方向及量。舉例而言，如圖13所示，技術人員可判定連接所量測色度之線117位於目標白點下方距離116處。技術人員接著可識別可補償距目標白點之距離116的LCD調整。根據某些實施例，LCD調整 可包括在紅色、綠色或藍色像素周圍塑形一色彩遮罩，在紅色、綠色或藍色像素周圍包括更具反射性的層，在LCD面板40中包括更大數目之紅色、綠色或藍色像素，或施加一電壓設定。接著可以相似於上文關於圖8之區塊100描述之方式的方式儲存(區塊146)校準值。
已藉由實例展示了上文所描述之特定實施例，且應理解，此等實施例可易具有各種修改及替代形式。應進一步理解，申請專利範圍並不意欲限於所揭示之特定形式，而是涵蓋屬於本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代例。
10‧‧‧電子裝置
12‧‧‧外殼
14‧‧‧顯示器
16‧‧‧使用者輸入結構
18‧‧‧使用者輸入結構
20‧‧‧使用者輸入結構
22‧‧‧使用者輸入結構
24‧‧‧儲存器
28‧‧‧輸入及輸出(I/O)埠
30‧‧‧輸入及輸出(I/O)埠
32‧‧‧處理器
34‧‧‧手持型裝置
36‧‧‧網路裝置
38‧‧‧發光二極體(LED)背光
40‧‧‧液晶顯示器(LCD)面板/使用者輸入結構
42‧‧‧使用者輸入結構
44‧‧‧使用者輸入結構
46‧‧‧使用者輸入結構
48‧‧‧光學膜/麥克風
50‧‧‧光源/揚聲器
52‧‧‧LED
52A‧‧‧LED
52B‧‧‧LED
52C‧‧‧LED
52D‧‧‧LED
52E‧‧‧LED
54‧‧‧LCD控制器
56‧‧‧像素
58‧‧‧LED控制器
60‧‧‧驅動器
60A‧‧‧驅動器
60B‧‧‧驅動器
62‧‧‧串
62A‧‧‧串
62B‧‧‧串
62C‧‧‧串
62D‧‧‧串
62E‧‧‧串
64‧‧‧記憶體
66‧‧‧校準值
68‧‧‧校準邏輯
70‧‧‧區間圖表
72‧‧‧區間
74‧‧‧x軸
76‧‧‧y軸
80A‧‧‧陰極
80B‧‧‧陰極
82‧‧‧圖表
84A‧‧‧色度
84B‧‧‧色度
84C‧‧‧色度
84D‧‧‧色度
84E‧‧‧色度
84F‧‧‧色度
84G‧‧‧色度
86‧‧‧混合色度
88‧‧‧目標白點
90‧‧‧量
91‧‧‧線
92‧‧‧用於校準一顯示器以發射目標白點之方法
94‧‧‧區塊
96‧‧‧區塊
98‧‧‧區塊
100‧‧‧區塊
102‧‧‧用於判定及設定每一驅動器60A及60B之驅動強度以產生目標白點之方法
104‧‧‧區塊
106‧‧‧區塊
108‧‧‧區塊
110‧‧‧區塊
111‧‧‧圖表
112‧‧‧混合色度
113‧‧‧三角形
114‧‧‧混合色度
115‧‧‧圖表
116‧‧‧距離
117‧‧‧線
118‧‧‧用於藉由修改LCD面板44之操作而調整所發射白點之方法
120‧‧‧區塊
122‧‧‧區塊
124‧‧‧區塊
126‧‧‧區塊
128‧‧‧區塊
130‧‧‧區塊
132‧‧‧區塊
134‧‧‧用於組裝一背光之方法
136‧‧‧區塊
138‧‧‧區塊
140‧‧‧區塊
142‧‧‧區塊
144‧‧‧區塊
146‧‧‧區塊
圖1為根據本發明之態樣之使用具有LED背光的LCD顯示器之電子裝置的實例的正視圖；圖2為根據本發明之態樣之圖1的電子裝置之組件的實例的方塊圖；圖3為根據本發明之態樣之圖2的LCD顯示器之分解圖；圖4為根據本發明之態樣之LCD顯示器之組件的實例的方塊圖；圖5為根據本發明之態樣之說明LED區間的圖；圖6為根據本發明之態樣之可用於LED背光中的LED串的實例的示意圖；圖7為根據本發明之態樣之描繪圖6之LED串的基礎色度值以及目標白點的圖表；圖8為根據本發明之態樣之描繪用於設定LCD顯示器之 校準值的方法的流程圖；圖9為根據本發明之態樣之說明圖3的LED背光之實施例之操作的示意圖；圖10為根據本發明之態樣之描繪用於將圖3之顯示器校準至目標白點的方法的流程圖；圖11為根據本發明之態樣之說明圖3的LED背光之另一實施例之操作的示意圖；圖12為根據本發明之態樣之描繪圖11之背光中使用的LED串的基礎色度值的圖表；圖13為根據本發明之態樣之描繪可用於LED背光中的LED串之實施例之基礎色度值的圖表；圖14為根據本發明之態樣之描繪用於校準使用圖13的LED串的顯示器之方法的流程圖；及圖15為根據本發明之態樣之描繪用於組裝使用圖13的LED串的顯示器之方法的流程圖。
14‧‧‧顯示器
38‧‧‧發光二極體(LED)背光
40‧‧‧液晶顯示器(LCD)面板
50‧‧‧光源
52‧‧‧LED
54‧‧‧LCD控制器
56‧‧‧像素
58‧‧‧LED控制器
60‧‧‧驅動器
62‧‧‧串
64‧‧‧記憶體
66‧‧‧校準值
68‧‧‧校準邏輯

Claims (22)

  1. 一種顯示器，其包含：第一發光二極體之一第一串；第二發光二極體之一第二串；一儲存器，其含有表示當在隔離下以一基電流驅動該第一串時該第一串之一第一發射色度以及當在隔離下以該基電流驅動該第二串時該第二串之一第二發射色度的校準值；及一控制器，其經組態以基於該等校準值來判定對該第一串之一第一驅動強度及對該第二串之一第二驅動強度。
  2. 如請求項1之顯示器，其中該等校準值表示當在隔離下以該基電流驅動該第一串時該第一串之一第一發射亮度及當在隔離下以該基電流驅動該第二串時該第二串之一第二發射亮度。
  3. 如請求項1之顯示器，其中該等第一發光二極體各自選自一第一區間，且其中該等第二發光二極體各自選自不同於該第一區間之一第二區間。
  4. 如請求項1之顯示器，其中該等校準值包含表示該第一發射色度之色度座標之一第一集合及表示該第二發射色度之色度座標之一第二集合。
  5. 如請求項1之顯示器，其中該等校準值包含表示該第一發射色度與該第二發射色度之一混合色度的色度座標之一集合。
  6. 如請求項1之顯示器，其中該控制器經組態以調整該第一驅動強度與該第二驅動強度之一驅動電流比率來產生對應於該目標白點之一發射白點。
  7. 如請求項1之顯示器，其中該控制器經組態以基於該等校準值來判定針對一液晶顯示器面板之一像素調整。
  8. 一種用於校準一電子顯示器之方法，其包含：擷取表示在隔離下以一基電流驅動的發光二極體之複數個串中之每一串的發射色度之校準值；及基於該等校準值而判定對該複數個串中之每一串之個別驅動強度，其中該等個別驅動強度經組態以使該複數個串之一混合色度與目標白點對準。
  9. 如請求項8之方法，其中該等校準值表示在隔離下以該基電流驅動的發光二極體之該複數個串中之每一串的發射亮度。
  10. 如請求項8之方法，其中判定個別驅動強度包含：判定該複數個串中之每一串之個別驅動電流。
  11. 如請求項8之方法，其中判定個別驅動強度包含：調整一或多個驅動電流比率以獲得該等個別驅動強度。
  12. 如請求項8之方法，其中判定個別驅動強度包含：判定該混合色度與該目標白點之一偏差。
  13. 如請求項8之方法，其包含基於該等校準值判定針對一液晶顯示器之一伽瑪調整，其中該電子顯示器包含該液晶顯示器。
  14. 如請求項8之方法，其中以該等個別驅動強度驅動該複 數個串產生一經調整混合色度，且包含基於該經調整混合色度與該目標白點之一偏差而判定一液晶顯示器調整，其中該電子顯示器包含該液晶顯示器。
  15. 如請求項8之方法，其中判定對該複數個串中之每一串之個別驅動強度包含將該等校準值與該目標白點比較。
  16. 一種用於校準一電子顯示器之方法，其包含：將表示在隔離下以一基電流驅動的發光二極體之複數個串中之每一串的發射色度之校準值儲存於包含一背光之一電子裝置之一儲存器中；及組態該電子裝置之一控制器以基於該等校準值而判定對該複數個串中之每一串之個別驅動強度，其中該等個別驅動強度經組態以使該複數個串之一混合色度與一目標白點對準。
  17. 如請求項16之方法，其中儲存校準值包含：儲存針對該等發射色度中之每一者的色度座標及亮度值之集合。
  18. 如請求項16之方法，其包含以該基電流驅動該複數個串中之每一串以量測該等發射色度。
  19. 如請求項18之方法，其中驅動該複數個串中之每一串包含：在每一串安裝於一液晶顯示器內之後驅動該每一串，其中該電子顯示器包含該液晶顯示器。
  20. 如請求項16之方法，其包含基於該等校準值判定針對一液晶顯示器面板之一硬體調整，其中該硬體調整補償該混合色度與該目標白點之一偏差，且該電子顯示器包含該液晶顯示器。
  21. 如請求項20之方法，其中該硬體調整包含塑形一色彩遮罩、變化像素之一數目、或設定一像素電壓、或其一組合。
  22. 一種顯示器，其包含：第一發光二極體之一第一串，其經組態以當以一第一電流驅動且沒有電流被驅動以通過第二發光二極體之一第二串時，發射一第一色度；第二發光二極體之該第二串，該第二串經組態以當以該第一電流驅動且沒有電流被驅動以通過第一發光二極體之該第一串時，發射一第二色度；一儲存器，其含有表示該第一色度之一第一顏色值及標示該第二色度之一第二顏色值；及一控制器，其經組態以基於該第一顏色值及該第二顏色值來判定對該第一串之一第一驅動強度，及經組態以基於該第一顏色值及該第二顏色值來判定對該第二串之一第二驅動強度，其中當該第一串以該第一驅動強度驅動且該第二串以該第二驅動強度驅動時，產生具有在一所要白點之一混合色度之光線，其中該第一驅動強度係由一第一驅動電流、一第一驅動工作循環或其組合所組成，且該第二驅動強度係由一第二驅動電流、一第二驅動工作循環或其組合所組成。
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