TWM607910U - 輝度均勻補償系統 - Google Patents

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陳炫光
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曾春輝
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Abstract

本新型涉及顯示面板的輝度均勻補償，提供了輝度均勻補償系統，包含：側光式背光模組、顯示面板、輝度量測裝置、運算單元及局部調光控制單元。顯示面板設置於側光式背光模組之上方，顯示面板包含用於局部調光的多個區塊。輝度量測裝置用以量測顯示面板的輝度是否均勻。運算單元用以於顯示面板的輝度不均勻時，運算出每個區塊所對應的輝度補償值。局部調光控制單元用以根據每個區塊所對應的輝度補償值來驅動側光式背光模組。

Description

輝度均勻補償系統
本新型涉及液晶顯示裝置技術領域，具體涉及用以改善側光式液晶顯示裝置的輝度均勻度的系統。
液晶顯示裝置包括利用液晶的穿透率來顯示圖像的液晶顯示面板以及置於液晶顯示面板之下方為液晶顯示面板提供光源的背光模組。通常，會採用側光式背光模組來減少液晶顯示裝置的厚度。側光式背光模組是經由導光板將側邊燈條的光線導引成平面光源，來確保輝度均勻性。然而，於實際情況中，存在多項因素會影響液晶顯示面板顯示圖像時的輝度均勻性，導致產品良率不佳，這些因素例如為：側邊燈條不良、組成側邊燈條的多顆發光二極體彼此的晶粒發光效率差異過大、液晶單元彼此的穿透率差異過大、電子零件(例如電阻、電容、電感等)誤差造成發光二極體的驅動電流不一致等等。
為了解決上述導致產品良率不佳的問題，克服現有技術的不足，本新型的目的在於提供一種輝度均勻補償系統，以局部調光的方式來進行輝度補償，可改善液晶顯示面板顯示圖像時的輝度均勻性。
本新型所採用的技術方案是：一種輝度均勻補償系統包含：側光式背光模組、顯示面板、輝度量測裝置、運算單元及局部調光控制單元。顯示面板設置於側光式背光模組之上方，顯示面板包含用於局部調光的多個區塊。輝度量測裝置用以量測顯示面板的輝度是否均勻。運算單元用以於顯示面板的輝度不均勻時，運算出每個區塊所對應的輝度補償值。局部調光控制單元用以根據每個區塊所對應的輝度補償值來驅動側光式背光模組。
在一些實施方式中，局部調光控制單元包含記憶單元用以儲存每個區塊所對應的輝度補償值。
在一些實施方式中，顯示面板具有多個量測點，其中輝度量測裝置量測顯示面板的輝度是否均勻的方式為：量測量測點於點亮時所分別對應的多個輝度值；計算輝度值的最大值與最小值的比值；及將比值與規格閥值進行比較以判定顯示面板的輝度是否均勻。
在一些實施方式中，側光式背光模組包含導光板、上方燈條與下方燈條，上方燈條與下方燈條分別設置於導光板的相對兩側，透過導光板將上方燈條與下方燈條產生的光引導至顯示面板；上方燈條與下方燈條之每一者具有沿著上方燈條與下方燈條的延伸方向相互交錯排列的多個第一光源組與多個第二光源組；第一光源組與第二光源組的每一者包含至少一發光二極體。
在一些實施方式中，顯示面板的區塊包含分別對應於上方燈條的第一光源組與第二光源組的多個上半部奇數區與多個上半部偶數區，顯示面板的區塊還包含分別對應於下方燈條的第一光源組與第二光源組的多個下半部奇數區與多個下半部偶數區。
在一些實施方式中，運算單元運算出每個區塊所對應的輝度補償值的方式為：運算單元控制輝度量測裝置量測上半部奇數區與下半部奇數區之每一者於點亮時所對應的中心點輝度值；及當上半部奇數區與下半部奇數區之其中一者的中心點輝度值不等於標準值時，運算單元控制局部調光控制單元以對上半部奇數區與下半部奇數區之其中該者進行輝度補償，從而運算出上半部奇數區與下半部奇數區之其中該者所對應的輝度補償值。
在一些實施方式中，運算單元運算出每個區塊所對應的輝度補償值的方式還包含：對上半部奇數區與下半部奇數區進行完輝度補償之後，運算單元控制輝度量測裝置量測上半部偶數區與下半部偶數區之每一者於點亮時所對應的中心點輝度值；及運算單元於上半部偶數區與下半部偶數區之其中一者的中心點輝度值不等於標準值時，控制局部調光控制單元以對上半部偶數區與下半部偶數區之其中該者進行輝度補償，從而運算出上半部偶數區與下半部偶數區之其中該者所對應的輝度補償值。
在一些實施方式中，運算單元控制局部調光控制單元以對上半部奇數區與下半部奇數區之其中該者進行輝度補償是使上半部奇數區與下半部奇數區之其中該者的中心點輝度值等於標準值，運算單元控制局部調光控制單元以對上半部偶數區與下半部偶數區之其中該者進行輝度補償是使上半部偶數區與下半部偶數區之其中該者的中心點輝度值等於標準值。
在一些實施方式中，當區塊之其中一者所對應的輝度補償值超過最大可補償範圍時，運算單元判定包含側光式背光模組與顯示面板的顯示裝置為不合格。
在一些實施方式中，區塊之其中一者所對應的輝度補償值為側光式背光模組的驅動電流參數值。
本新型的技術方案達到的有益效果為透過輝度均勻補償來修復輝度均勻度不良的產品、優化產品最大亮度，提高液晶顯示面板顯示圖像時的輝度均勻性與對比度。
為讓本新型的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下仔細討論本新型的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本新型之範圍。關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。
圖1是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統100的示意圖。輝度均勻補償系統100包含：側光式背光模組110、顯示面板120、輝度量測裝置130、運算單元140及局部調光控制單元150。顯示面板120設置於側光式背光模組110之上方。
圖2是繪示根據本新型的實施例之側光式背光模組110與顯示面板120的設置示意圖。側光式背光模組110包含導光板112、上方燈條114與下方燈條116，上方燈條114與下方燈條116分別設置於導光板112的相對上下兩側。上方燈條114具有沿著上方燈條114的延伸方向相互交錯排列的多個第一光源組L1與多個第二光源組L2，下方燈條116具有沿著下方燈條116的延伸方向相互交錯排列的多個第一光源組L1與多個第二光源組L2。值得一提的是，本新型並不限制側光式背光模組的燈條的數量以及設置位置，換言之，燈條的數量也可為1個或4個等等，或者是，燈條的設置位置也可以設置在導光板的左側和/或右側。
如圖2所示，上方燈條114的第一光源組L1與第二光源組L2以及下方燈條116的第一光源組L1與第二光源組L2的每一者包含兩個發光二極體LED，但本新型不限於此，在本新型的實施例中，上方燈條114的第一光源組L1與第二光源組L2以及下方燈條116的第一光源組L1與第二光源組L2的每一者包含至少一發光二極體。側光式背光模組110透過導光板112將上方燈條114與下方燈條116的發光二極體LED產生的光引導至顯示面板120。
如圖2所示，顯示面板120包含用於局部調光的多個區塊。詳細而言，顯示面板120的多個所述區塊包含對應於上方燈條114的第一光源組L1的多個上半部奇數區U1、對應於上方燈條114的第二光源組L2的多個上半部偶數區U2、對應於下方燈條116的第一光源組L1的多個下半部奇數區D1、對應於下方燈條116的第二光源組L2的多個下半部偶數區D2。
請回到圖1，輝度量測裝置130用以量測顯示面板120顯示白畫面時的輝度是否均勻。在本新型的實施例中，輝度量測裝置130可為光學量測鏡頭。運算單元140接收輝度量測裝置130的量測結果，運算單元140用以於顯示面板120顯示白畫面時的輝度不均勻時，運算出顯示面板120的每個區塊所對應的輝度補償值。局部調光控制單元150用以根據顯示面板120的每個區塊所對應的輝度補償值來以局部調光(local dimming)的方式來驅動側光式背光模組110。
圖3是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統100所實施之輝度均勻補償方法1000的流程圖。輝度均勻補償方法1000包含步驟1100-1700。請一併參閱圖1至圖3，於步驟1100，透過輝度量測裝置130量測顯示面板120顯示白畫面時的輝度均勻度(Uniformity)。
圖4a與圖4b是繪示根據本新型的實施例之顯示面板120的輝度均勻度的量測方法示意圖。顯示面板120的輝度均勻度的量測方法是遵循影片電子標準協會(Video Electronics Standards Association，VESA)制定的顯示器量測標準，此量測標準可為5點量測法(圖4a)、9點量測法、13點量測法(圖4b)或25點量測法等等。如圖4a及圖4b所示，顯示面板120具有5個量測點M1-M5(圖4a)或13個量測點M1-M13(圖4b)，於步驟1100輝度量測裝置130量測顯示面板120顯示白畫面時的輝度均勻度的方式為：量測顯示面板120於點亮時(顯示白畫面時)顯示面板120的5個量測點M1-M5或13個量測點M1-M13所分別對應的多個輝度值，然後通過計算5個量測點M1-M5或13個量測點M1-M13所分別對應的多個輝度值中的最大輝度值與最小輝度值的比值來計算出顯示面板120的輝度均勻度(Uniformity)，用以衡量顯示面板120的整個發光畫面的輝度均勻程度。在本新型的其他實施例中，顯示面板120的輝度均勻度也可為最小輝度值與最大輝度值的比值。
於步驟1200，將顯示面板120的輝度均勻度與一規格閥值進行比較以判定顯示面板120的輝度是否均勻。當判定顯示面板120的輝度均勻，則進入步驟1600；當判定顯示面板120的輝度不均勻，則進入步驟1300。所述規格閥值可為預設值或經由供應商所制定的出廠允收數值。舉例而言，當顯示面板120的輝度均勻度小於所述規格閥值時，則判定顯示面板120的輝度不均勻；當顯示面板120的輝度均勻度不小於所述規格閥值時，則判定顯示面板120的輝度均勻。
於步驟1300，(1)點亮顯示面板120的上半部奇數區U1與下半部奇數區D1；(2)運算單元140控制輝度量測裝置130量測上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之每一者於點亮時所對應的中心點輝度值；(3)當上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中一者的中心點輝度值不等於標準值時，運算單元140控制局部調光控制單元150以對上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者進行輝度補償，從而運算出上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者所對應的輝度補償值。
在本新型的實施例中，運算單元140控制局部調光控制單元150以對上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者進行輝度補償是使上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者的中心點輝度值等於標準值。上述標準值可為預設值或經由供應商所制定的出廠允收數值。上述之上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者所對應的輝度補償值為側光式背光模組110對於上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者進行局部調光時要輸出至上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之其中該者對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流(驅動電流參數值)。
當上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之每一者所對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流均落在發光二極體LED的最大驅動電流值與最小驅動電流值之間時，判定為可補償，進入步驟1400。當上半部奇數區U1與下半部奇數區D1之至少一者對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流超過發光二極體LED的最大驅動電流值(超過最大可補償範圍)或低於發光二極體LED的最小驅動電流值時，判定為不可補償，進入步驟1500，運算單元140判定包含側光式背光模組110與顯示面板120的顯示裝置為不合格(NG)。
於步驟1400，(1)點亮顯示面板120的上半部偶數區U2與下半部偶數區D2；(2)運算單元140控制輝度量測裝置130量測上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之每一者於點亮時所對應的中心點輝度值；(3)當上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中一者的中心點輝度值不等於標準值時，運算單元140控制局部調光控制單元150以對上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者進行輝度補償，從而運算出上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者所對應的輝度補償值。
在本新型的實施例中，運算單元140控制局部調光控制單元150以對上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者進行輝度補償是使上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者的中心點輝度值等於標準值。上述之上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者所對應的輝度補償值為側光式背光模組110對於上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者進行局部調光時要輸出至上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之其中該者對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流(驅動電流參數值)。
當上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之每一者所對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流均落在發光二極體LED的最大驅動電流值與最小驅動電流值之間時，判定為可補償，回到步驟1200，局部調光控制單元150用以根據於步驟1300與步驟1400所取得之每個區塊(上半部奇數區U1、下半部奇數區D1、上半部偶數區U2與下半部偶數區D2)所對應的輝度補償值來驅動側光式背光模組110，並再次判定顯示面板120的輝度是否均勻。當上半部偶數區U2與下半部偶數區D2之至少一者對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED的驅動電流超過發光二極體LED的最大驅動電流值(超過最大可補償範圍)或低於發光二極體LED的最小驅動電流值時，判定為不可補償，進入步驟1500，運算單元140判定包含側光式背光模組110與顯示面板120的顯示裝置為不合格(NG)。
當於步驟1200中，判定顯示面板120的輝度均勻，則進入步驟1600，將上半部奇數區U1、下半部奇數區D1、上半部偶數區U2與下半部偶數區D2所各別對應的輝度補償值寫入局部調光控制單元150的記憶單元152。換言之，局部調光控制單元150的記憶單元152用以儲存每個區塊(上半部奇數區U1、下半部奇數區D1、上半部偶數區U2與下半部偶數區D2)所各別對應的輝度補償值。
於步驟1600之後，進入步驟1700，運算單元140判定包含側光式背光模組110與顯示面板120的顯示裝置為合格(PASS)。
圖5是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統100的細節示意圖。相較於圖1，圖5進一步地揭示了輝度均勻補償系統100還包含液晶驅動電路160與發光二極體驅動電路170。液晶驅動電路160用以驅動液晶驅動電路160。局部調光控制單元150將顯示面板120的每個區塊(上半部奇數區U1、下半部奇數區D1、上半部偶數區U2與下半部偶數區D2)所各別對應的輝度補償值(驅動電流參數值)提供給發光二極體驅動電路170，從而使得發光二極體驅動電路170能夠分區輸出不同的驅動電流給對應的第一光源組L1或第一光源組L2的發光二極體LED，以實現局部調光的操作。
綜合上述，本新型的其中一個功效在於，透過局部調光的方式來進行校準以提升產品良率，本新型透過輝度量測裝置量測顯示面板的各個區塊的輝度，並透過局部調光的方式來對顯示面板的各個區塊進行輝度值調整，因此，本新型可修復輝度均勻度不良的產品，並且，本新型可優化產品最大亮度，提升顯示對比度，再者，本新型可有效提升產品的顯示畫面品質。本新型的另一個功效在於，透過將顯示面板分成多個區塊，可更精準地找出需進行輝度補償的區塊，並透過局部調光的方式來對該區塊進行輝度值調整。本新型的又一個功效在於，透過局部調光的方式來對顯示面板的各個區塊進行輝度值補償，可有效改善部品來料不良，進而增加產品良率，以使產品更易於通過HDR 400/600/100等高畫質測試規範。
以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本新型的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本新型當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本新型的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本新型精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。
100:輝度均勻補償系統 110:側光式背光模組 112:導光板 114:上方燈條 116:下方燈條 120:顯示面板 130:輝度量測裝置 140:運算單元 150:局部調光控制單元 152:記憶單元 160:液晶驅動電路 170:發光二極體驅動電路 1000:輝度均勻補償方法 1100-1700:步驟 D1:下半部奇數區 D2:下半部偶數區 L1:第一光源組 L2:第二光源組 LED:發光二極體 M1-M13:量測點 U1:上半部奇數區 U2:上半部偶數區
從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本新型之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。 [圖1]是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統的示意圖。 [圖2]是繪示根據本新型的實施例之側光式背光模組與顯示面板的設置示意圖。 [圖3]是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統所實施之輝度均勻補償方法的流程圖。 [圖4a]與[圖4b]是繪示根據本新型的實施例之顯示面板的輝度均勻度的量測方法示意圖。 [圖5]是繪示根據本新型的實施例之輝度均勻補償系統的細節示意圖。
100:輝度均勻補償系統
110:側光式背光模組
120:顯示面板
130:輝度量測裝置
140:運算單元
150:局部調光控制單元
152:記憶單元

Claims (10)

  1. 一種輝度均勻補償系統，包含： 一側光式背光模組； 一顯示面板，設置於該側光式背光模組之上方，其中該顯示面板包含用於局部調光的複數個區塊； 一輝度量測裝置，用以量測該顯示面板的輝度是否均勻； 一運算單元，用以於該顯示面板的輝度不均勻時，運算出每一該些區塊所對應的一輝度補償值；及 一局部調光控制單元，用以根據每一該些區塊所對應的該輝度補償值，來驅動該側光式背光模組。
  2. 如請求項1所述之輝度均勻補償系統，其中該局部調光控制單元包含一記憶單元用以儲存每一該些區塊所對應的該輝度補償值。
  3. 如請求項1所述之輝度均勻補償系統，其中該顯示面板具有複數個量測點，其中該輝度量測裝置量測該顯示面板的輝度是否均勻的方式為： 量測該些量測點於點亮時所分別對應的複數個輝度值； 計算該些輝度值的最大值與最小值的一比值；及 將該比值與一規格閥值進行比較以判定該顯示面板的輝度是否均勻。
  4. 如請求項1所述之輝度均勻補償系統， 其中該側光式背光模組包含一導光板、一上方燈條與一下方燈條，該上方燈條與該下方燈條分別設置於該導光板的相對兩側，透過該導光板將該上方燈條與該下方燈條產生的光引導至該顯示面板； 其中該上方燈條與該下方燈條之每一者具有沿著該上方燈條與該下方燈條的延伸方向相互交錯排列的複數個第一光源組與複數個第二光源組； 其中該些第一光源組與該些第二光源組的每一者包含至少一發光二極體。
  5. 如請求項4所述之輝度均勻補償系統， 其中該顯示面板的該些區塊包含分別對應於該上方燈條的該些第一光源組與該些第二光源組的複數個上半部奇數區與複數個上半部偶數區， 其中該顯示面板的該些區塊還包含分別對應於該下方燈條的該些第一光源組與該些第二光源組的複數個下半部奇數區與複數個下半部偶數區。
  6. 如請求項5所述之輝度均勻補償系統，其中該運算單元運算出每一該些區塊所對應的該輝度補償值的方式為： 該運算單元控制該輝度量測裝置量測該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之每一者於點亮時所對應的一中心點輝度值；及 當該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之其中一者的該中心點輝度值不等於一標準值時，該運算單元控制該局部調光控制單元以對該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之其中該者進行輝度補償，從而運算出該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之其中該者所對應的該輝度補償值。
  7. 如請求項6所述之輝度均勻補償系統，其中該運算單元運算出每一該些區塊所對應的該輝度補償值的方式還包含： 對該些上半部奇數區與該些下半部奇數區進行完輝度補償之後，該運算單元控制該輝度量測裝置量測該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之每一者於點亮時所對應的一中心點輝度值；及 該運算單元於該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之其中一者的該中心點輝度值不等於該標準值時，控制該局部調光控制單元以對該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之其中該者進行輝度補償，從而運算出該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之其中該者所對應的該輝度補償值。
  8. 如請求項7所述之輝度均勻補償系統， 其中該運算單元控制該局部調光控制單元以對該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之其中該者進行輝度補償是使該些上半部奇數區與該些下半部奇數區之其中該者的該中心點輝度值等於該標準值， 其中該運算單元控制該局部調光控制單元以對該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之其中該者進行輝度補償是使該些上半部偶數區與該些下半部偶數區之其中該者的該中心點輝度值等於該標準值。
  9. 如請求項1所述之輝度均勻補償系統，其中當該些區塊之其中一者所對應的該輝度補償值超過一最大可補償範圍時，該運算單元判定包含該側光式背光模組與該顯示面板的一顯示裝置為不合格。
  10. 如請求項1所述之輝度均勻補償系統，其中該些區塊之其中一者所對應的該輝度補償值為該側光式背光模組的驅動電流參數值。
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