[发明专利]寿命期间具有色彩均匀性重新校准功能的LCD的LED背光源

说明书

技术领域

本发明涉及控制发光二极管(LED)，用于产生例如用于液晶显 示器(LCD)的白色背光源。

背景技术

液晶显示器(LCD)通常用在手机、个人数字助理、膝上型电脑 和电视中。LCD需要背光源。对于全彩色LCD，背光源是白色的。 白光的白色点通常由LCD制造商设定，并且对不同应用可以不同。 白色点被表示为加热的黑体色温。

通常白色背光源使用荧光灯管或红色、绿色和蓝色LED的组合。

对于中等大小和较大的背光源，例如用于TV和监视器的背光源， 每种颜色使用多个LED。通常，一种颜色的多个LED在印刷电路板 (PCB)上串联。通常，在背光源中，使用外部电流驱动器，每个驱 动器驱动一串或多串红色、绿色或蓝色LED。通过LED的电流量控 制亮度。RGB LED簇通常安装在单个PCB上，在大的LCD中可以具 有多个PCB。

在整个LCD屏幕上具跨色彩均匀性是非常重要的。通常通过根 据其特性“分装(binning)”每个LED，然后在PCB上组合所分装 的(binned)红色、绿色和蓝色LED，以实现该目的。形成具有均匀 光特性的板的过程非常昂贵且耗费时间。并且，不能完全消除PCB 板内和PCB板之间的变化。

色彩均匀性的另一阻碍是，LED的亮度随着时间的推移而改变， 但不是所有的LED改变相同的量。由此，具有好的初始色彩均匀性 的背光源将随着时间的推移变得逐渐不均匀。另一问题在于，当串联 的LED失效并变成断路时，其所串联的所有LED将不能接受电源。 这会增加不均匀性。

发明内容

所述用于发射背光的LED光源能随着时间推移自动重新校准， 以在背光源寿命内保持横跨背光源的色彩和亮度均匀性。

在一个实施例中，RGB LED在背光源中以簇的方式编组，而所 述的簇以阵列的方式排列。在32英寸LCD电视屏幕中，可以具有 80-300个LED和20-75个簇，一个簇中具有四个或更多的RGB LED。

在一个实施例中，在簇中的每种色彩具有其自己的可控驱动器 (电流源)，以使簇内的每种色彩的亮度是单独可控制的。以这种方 式，可以单独地控制每个簇的白色点(white point)和亮度。通过设 定适当的驱动电流电平，能实现色彩和亮度的均匀性。

在背光源中设置一个或多个光学传感器，传感器信号由处理电路 检测以检测任意通电LED的光输出。

在一个实施例中，依次激活单个簇中的每种色彩，并且RGB亮 度级由光学传感器检测。RGB亮度级与所存储的通电簇的目标亮度 级相比较。RGB LED的电流随后自动调节以使每个簇获得目标RGB 亮度级。在单个簇中的所有LED可以被通电，而不是簇中的RGB LED 依次被通电，并且传感器检测白色点和总亮度。RGB LED的电流电 平然后被自动调节以得到该簇的目标白色点和亮度。可以使用查阅表 以直接确定所需要的电流调节量以使每个簇得到目标电平。该过程依 次应用于每个簇。

优选地，在整个LCD TV组装后获得目标电平。一个方式是，在 组装后测量LCD-TV的色彩误差，并通过调节簇的白色点而补偿所 述误差。以这种方式，不仅能补偿LED变化，并且能补偿机械变化、 光学变化，甚至LCD面板中的色彩变化。

当背光源被组装时，通过控制驱动器以产生簇中每个LED的最 佳色彩和亮度，并然后存储在查阅表中，所得到的传感器信号作为在 随后的重新校准期间要达到的目标值，可以根据经验产生目标电平。

单个簇中相同色彩颜色的LED通常已被串联，由此使一个LED 的失效会导致簇中该那颜色种色彩的所有LED关闭。由此。因此， 簇不会再产生该颜色那种色彩，导致色彩的不均匀。为解决了该减轻 这种问题，申请人不把相同簇中的LED串联，而是使一个簇中一种 颜色的LED与另一簇中相同颜色的LED串联。以这种方式，如果一 个LED失效，在两个簇中相同颜色的其余LED仍然可以被通电发光。 在重新校准过程中，通过那些LED的电流会被增加以补偿失效的 LED。

可以在任何时候进行色彩均匀性的重新校准，例如根据日期时 间，用户启动重新校准，或在每次开启LCD时。还描述了用于改善 LCD寿命期间LCD上的色彩均匀性的其它几种技术。

附图说明

图1是使用本发明的LCD的截面图。