1 � 言
隨著液晶顯示技�(shù)的不斷發(fā)展,用戶對液晶顯示器顯示�(zhì)量的要求也越來越高。尤其在軍事、工�(yè)等特殊應用場合時,亮度、色度、對比度、視角、響應時間、表面反射率等光電參�(shù)必須滿足使用的要求。因此對裸屏或模組需要進行處理及改進。如何使顯示器的色坐標滿足要求就成為其中一項重要的工作�
液晶顯示器的色坐標是由液晶屏的濾色器和背光源光譜特性決定的。液晶屏及模組的生產(chǎn)廠家通常已將濾色器和背光源匹配好并給出白、紅、綠、藍場顯示的色坐標。但在特殊應用的要求下,為了提高亮度(大�500 cd/m2),我們須更換更高亮度的背光源系統(tǒng)。這就必須將濾色器和背光源重新匹配�
鑒于�(fā)光亮度、效率、壽命等因素,目前高亮度的液晶背光源通常采用白光LED。真正發(fā)射白光的LED是不存在的。它利用不同波長合成白色光。在�(fā)射藍光的InGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料,這種材料在受到藍光激勵時會發(fā)出黃光。于是得到了藍光和黃光的混合物,在肉眼看來就是白色的。它的發(fā)光光譜見�1。白光LED的發(fā)射波�(實線)包括藍光和黃光區(qū)域的峰值,但是在肉眼看來就是白色。肉眼的相對光敏感�(虛線)�1]�
�1 白光LED�(fā)光光�
Fig.1 The spectrum of white LED
白光LED的色彩由色彩坐標定義。X和Y坐標的數(shù)值根�(jù)國際照明委員�(CIE)�15.2�(guī)范的要求計算得到�2]。但是,白光LED隨著正向電流增加會引起的色彩坐標的變�(如圖2所�)。Y坐標變化很劇烈,會導致顯示色彩的不真實�
�2 白光LED 的色彩坐標與正向電流�(guān)�
Fig.2 The white LED chromacity coordinate vs. forward current
另外,從技�(shù)指標分析,原料供貨商提供的LED燈管與生�(chǎn)需要存在差距。LED燈管的色坐標不滿足與屏匹配的要求�
以上眾多因素造成了液晶顯示器的色坐標不能完全滿足要求。對此,本文介紹了一種處理方法,能夠使顯示器色坐標可�(diào)以滿足要求�
2 � �
采用恒流電路PWM方式分別控制白光LED�1路)和三色LED的RGB�3路)亮度。調(diào)節(jié)色坐標過程如下:
1:先單獨�(qū)動白光LED到某一特定亮度,測量出液晶顯示器的色坐標,與要求的色坐標進行比較,計算出差值�
2:通過換算,將差值轉(zhuǎn)換成RGB的配比,得出需要補充的顏色及配比�
3:驅(qū)動三色LED,根�(jù)步驟2中計算的RGB配比,逐漸增加RGB光亮度,同時�(jiān)測色坐標的變化,�(diào)整RGB分量最終達到需要的色坐標范圍�
我們選用了一�10.4英寸的屏做實驗。單獨白光LED背光源色座標�(0.28, 0.31 ),加液晶屏后變化� (0.31, 0.36)。可以看到,加液晶屏后,X、Y值都增大,Y更多�
采用三色管的藍管補償后:�(0.31,0.36)�?yōu)?0.29,0.33)
采用藍管、紅管同時補償:�(0.31,0.36)�?yōu)?0.31,0.33)
3 �(jié)果與討論
從以上實驗數(shù)�(jù)看出通過三色LED的RGB補償可以將白光LED背光與液晶屏進行色度的匹配,達到需要的色度坐標�
以上實驗�(shù)�(jù)是在屏的出光亮度�800 cd/m2左右時的補償�(jié)果;此時藍管補償亮度�35 cd/m2;紅管補償亮度為16 cd/m2。隨著屏的出光亮度增減相應的補償也要作增減�
用戶可以通過任意一種方式來實現(xiàn)背光控制
1.通過�(diào)整方波的占空比來控制背光亮度
2.通過串口通信指令來調(diào)整背光亮�
在背光的燈腔中間做一透光孔,在對應位置放置一色彩傳感器,可以分別測量白、紅、綠、藍亮度,用FPGA邏輯可讀取相應亮度� ,根�(jù)色彩傳感器取得當前背光三基色的亮度值,和EEROM里保存的補色曲線參數(shù)�(jīng)運算后通過SPI口設(shè)置恒流驅(qū)動模塊的電流值,進行白平衡控制(色坐標的�(diào)整)�
4 �(jié) �
利用三色LED的RGB補色法可以對液晶顯示色坐標進行有效的調(diào)整,滿足色彩的要求。通過電路的控制可以對白平衡即時進行�(diào)節(jié)。這種方法解決了液晶顯示器的色坐標偏差的問題�
該液晶顯示器色坐標調(diào)節(jié)的工藝方法行之有效。適用于液晶顯示器的背光源的升級改造�
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[1]Gerhard Scharf, Driving InGaN-Based LED in Parallel Circuits【M�. OSRAM Opto Semiconductors, 2001,11:95-98.
[2] Colorimetry.第二�, CIE.�15.2-1986, ISBN 3 900 734 00 12-16
An Adjusting Method of LCD Colour Coordinate
WANG cheng SUN lei WU tian de
(1. National flat panel display engineering technology research center , Nanjing 210016,CHN
2.The 55th Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation, Nanjing 210016,CHN)
Abstract: Many new technology and applications for higher performance of LCD are used.In this paper ,we introduced a processing method based on BLU which can adjust LCD chromacity coordinate effectively.
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