專利名稱：平面顯示器及其亮度校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于平面顯示器的圖像校正和背光亮度控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
第1圖系為現(xiàn)有的顯示面板驅(qū)動架構(gòu)。由時序控制器104接收數(shù)字信號102后，轉(zhuǎn)換為圖像信號與控制信號，輸入行控制器108和列控制器110，在其中經(jīng)過掃描線同步控制后，在顯示面板106上顯示圖像。時序控制器104是一種特定應(yīng)用集成電路(ASIC)，用于做為顯示面板106的控制心臟，而整流器112則用于產(chǎn)生高壓電，使顯示面板106的背光源發(fā)光。該背光源(圖中未示)為顯示面板106的背面所設(shè)置光源，通常系由熒光燈管(熱陰極管或冷陰極管)或其它平面光源(LED光源或Plasma光源)及導(dǎo)光板、擴(kuò)散板所構(gòu)成，是顯示面板106顯示圖像的基本光源。而圖像輸出亮度的變化，由時序控制器104發(fā)送至列控制器110的控制信號而決定，通過旋轉(zhuǎn)液晶改變透光性的原理，搭配三原色濾光片，在背光源的照明之下，使數(shù)字的彩色圖像能夠呈現(xiàn)在顯示面板106上。
圖像輸入信號和圖像輸出亮度之間的關(guān)系，并不是呈線性比例，而是一種指數(shù)關(guān)系，稱之為伽馬曲線(gamma curve)，為了要讓輸入信號和輸出亮度形成線性的正比關(guān)系，現(xiàn)有顯示器便使用伽馬校正技術(shù)來轉(zhuǎn)換信號，例如根據(jù)濾光片以及背光模塊的特性，在列控制器110中提供伽馬校正電路，以電阻器調(diào)整的方式實現(xiàn)。
然而，因為每一顯示面板在制作時存在些微差異，使物理特性稍有出入，呈現(xiàn)的最大亮度也不一致。經(jīng)過伽馬校正、白平衡、色溫補(bǔ)償之后，亮度差異范圍更加明顯。為了使同一批出廠的顯示面板亮度一致，便需要一個機(jī)制來個別調(diào)整每一面板的絕對亮度。此外由于每一顯示面板的最大亮度已是既定極限，故只能以該批產(chǎn)品亮度較低且符合規(guī)格的面板做為基準(zhǔn)，將所有其它顯示面板的亮度調(diào)降到一致。
根據(jù)發(fā)光效率的計算公式
發(fā)光效率＝發(fā)光亮度/消耗功率(電壓×電流)若是通過伽馬校正來降低亮度，因為背光板的亮度并沒有改變，所以消耗的功率(電壓、電流)不變。如此一來，僅使用伽馬校正過濾多余的亮度，發(fā)光效率便會下降，無形中損耗太多不必要的電力，成本甚巨。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，在不降低顯示效率的前提下，解決同批生產(chǎn)線的顯示面板之間的亮度差異問題。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種具有亮度校正功能的平面顯示器。該平面顯示器主要包含背光控制產(chǎn)生器、轉(zhuǎn)換器、存儲器、時序控制器、整流器(Inverter)，以及顯示面板。首先，該存儲器預(yù)先儲存有背光亮度控制參數(shù)，而該背光控制產(chǎn)生器根據(jù)背光亮度控制參數(shù)，產(chǎn)生背光亮度控制信號。接著，該轉(zhuǎn)換器中包含一轉(zhuǎn)換對照表，系為邏輯運算元件，提供伽馬校正、白平衡或色溫補(bǔ)償?shù)闹辽僖环N功能，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成圖像信號。該時序控制器根據(jù)該數(shù)字信號，產(chǎn)生控制信號。最后，該顯示面板根據(jù)該背光亮度控制信號及該圖像信號，顯示一圖像畫面。
該顯示面板包含行驅(qū)動器(row driver)，列驅(qū)動器(column driver)。首先該列驅(qū)動器接收該圖像信號，產(chǎn)生該圖像畫面。該行驅(qū)動器接收該控制信號，進(jìn)行掃描線同步處理。接著該整流器接收該背光亮度控制信號，產(chǎn)生一對應(yīng)電流使該圖像畫面具有對應(yīng)亮度。
本發(fā)明另提供一種使多個液晶顯示模塊亮度一致的校正方法。首先測量每一液晶顯示模塊的一特定狀態(tài)亮度，得到多個亮度數(shù)據(jù)，接著根據(jù)該等亮度數(shù)據(jù)中的一最低且符合規(guī)格的值，以及每一液晶顯示模塊的該特定狀態(tài)亮度，個別設(shè)置每一液晶顯示模塊的背光亮度控制參數(shù)。其中該背光亮度控制參數(shù)系用于決定每一液晶顯示模塊的背光亮度。而測量該特定狀態(tài)亮度之方法包含下列步驟，首先個別對每一液晶顯示模塊執(zhí)行至少伽馬校正、白平衡或色溫補(bǔ)償其中之一程序，接著測量每一液晶顯示模塊的個別亮度，以得到對應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)。


第1圖系為現(xiàn)有平面顯示模塊的架構(gòu)簡圖。
第2圖系為本發(fā)明平面顯示模塊的架構(gòu)簡圖。
第3圖系為本發(fā)明的亮度校正方法步驟圖。
第4圖系為平面顯示模塊的亮度示意圖。
標(biāo)號說明102～數(shù)字信號 104～時序控制器106～顯示面板 108～行控制器110～列控制器 112～整流器202～存儲器 204～背光控制產(chǎn)生器206～轉(zhuǎn)換器 212～整流器具體實施方式

同一批出廠的顯示面板，因制造上的誤差，硬件特性不同，因此出廠前必需經(jīng)過伽馬校正、白平衡及色溫補(bǔ)償?shù)仁掷m(xù)，結(jié)果導(dǎo)致如第4圖的LCD1到LCD7所示，在同樣的特定狀態(tài)下，例如顯示同一張全白的圖像，各顯示面板所發(fā)出的亮度不一致。本發(fā)明解決此問題的方法主要是，若測得LCD7是整批顯示面板中亮度較低且符合規(guī)格者，便以LCD7的亮度值為基準(zhǔn)，將全部的顯示面板的亮度都調(diào)到該基準(zhǔn)。
第2圖系為本發(fā)明實施例之一的平面顯示器架構(gòu)簡圖。其中的時序控制器104、顯示面板106、行控制器108和列控制器110與現(xiàn)有的無異，但增加了存儲器202、背光控制產(chǎn)生器204、轉(zhuǎn)換器206，和改良的整流器212。本實施例的轉(zhuǎn)換器206中包含一轉(zhuǎn)換對照表(未圖示)，該轉(zhuǎn)換對照表可以是一邏輯運算元件或數(shù)字電路，具有將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的輸出數(shù)值的功能。在該轉(zhuǎn)換器206接收數(shù)字信號102后，以該轉(zhuǎn)換對照表進(jìn)行色溫調(diào)整、白平衡或伽馬校正，輸出圖像信號至列控制器110。而時序控制器104同樣地接收數(shù)字信號102，但僅負(fù)責(zé)輸出控制信號至行控制器108，以進(jìn)行掃描線同步處理。此外新增了一個背光控制產(chǎn)生器204，用來在讀取存儲器202中的背光亮度控制參數(shù)后，輸出一背光亮度控制信號至整流器212，校正顯示面板106上所呈現(xiàn)的圖像亮度。該整流器212可以根據(jù)該背光亮度控制信號，改變輸出的電流值，或是改變輸出的工作周期(duty cycle)，使顯示面板106內(nèi)部的背光源亮度產(chǎn)生對應(yīng)的亮度。
對于顯示面板106而言，列控制器110決定了圖像畫面的內(nèi)容，而整流器212決定了圖像畫面的亮度。因此兩者搭配的結(jié)果才能顯示一個完整的圖像。此外，行控制器108主要用來接收該控制信號，負(fù)責(zé)掃描線同步的控制問題?；谶@樣的架構(gòu)，現(xiàn)有調(diào)整亮度的方法僅從改變列控制器110的圖像畫面著手，本發(fā)明則是更進(jìn)一步搭配改變整流器212的電流使發(fā)光源亮度改變，雙管齊下。所以本方法的好處是不會降低顯示效率。
其中該整流器212可以是脈寬調(diào)變整流器(PWM inverter)，發(fā)光的亮度直接與電流的工作周期成一對應(yīng)關(guān)系。該存儲器202可以是電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)或快閃可擦可編程只讀存儲器(FEPROM)，在出廠時根據(jù)本發(fā)明的校正方法決定其中所儲存的背光亮度控制參數(shù)(如下所述)。至于背光控制產(chǎn)生器204以及轉(zhuǎn)換器206，在架構(gòu)上及功能上雖是獨立單元，然而實現(xiàn)時其電路布置不限定于此，可以合并在時序控制器104中形成一顆整合的ASIC。背光控制產(chǎn)生器204與轉(zhuǎn)換器206中所包含的伽馬校正、白平衡及色溫補(bǔ)償功能，做法可以是針對每一顯示面板106的硬件特性，在出廠時經(jīng)過個別測試而設(shè)置特性對照表，例如伽馬曲線，使背光控制產(chǎn)生器204能根據(jù)該等特性對照性表將數(shù)字信號102轉(zhuǎn)換成正確的圖像信號，輸入列控制器110使顯示面板106顯示圖像。這些特性對照表，更進(jìn)一步可以利用前述存儲器202來儲存，以提供可程序化的調(diào)整彈性。
第3圖舉一實施例說明該亮度校正方法的步驟。為了要測量所有顯示面板的特性，必須先使發(fā)光條件一致，故先而定義一特定狀態(tài)。比如說輸入相同的背光控制信號，并使用相同的白平衡校正值。如此可在步驟302中，測量每一顯示面板的一特定狀態(tài)亮度，得到多個亮度數(shù)據(jù)，接著在步驟304中，在該等亮度數(shù)據(jù)中，找出值較低且符合規(guī)格的那一個，以它做為基準(zhǔn)。在步驟306中，針對每一顯示面板的狀況，參考上述基準(zhǔn)，個別計算出對應(yīng)的背光亮度控制參數(shù)，并儲存在存儲器202中。在步驟308中，該背光亮度控制參數(shù)被背光控制產(chǎn)生器204讀取后，產(chǎn)生背光亮度信號控制整流器212的電流，決定每一顯示面板的背光亮度。其中的步驟302，測量該特定狀態(tài)亮度之方法，可以是下列步驟。首先個別對每一顯示面板進(jìn)行伽馬校正、白平衡或色溫補(bǔ)償?shù)仁掷m(xù)(三個步驟都要，或是只要其中之一)，使RGB顏色維持正常標(biāo)準(zhǔn)。接著測量每一顯示面板在顯示畫面時的亮度，以得到對應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)。藉由上述步驟，搭配第2圖所示的硬件架構(gòu)，便能使同一批出廠的顯示面板具有一致的亮度特性。
對于同一批出廠的顯示面板而言，全部顯示面板之亮度都必需維持在同一基準(zhǔn)，除了亮度被測定是較低且符合規(guī)格的那一片顯示面板，其它顯示面板都被強(qiáng)制降低了亮度，以達(dá)到上述維持在同一基準(zhǔn)的目的，如第4圖所示。因降低亮度的方法系通過第2圖的背光控制產(chǎn)生器204降低整流器212的電流，根據(jù)發(fā)光效率的計算公式發(fā)光效率＝發(fā)光亮度/消耗功率(電壓×電流)所以在發(fā)光亮度和消耗功率皆下降的情況下，發(fā)光效率可以不受影響。
本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用于限定本發(fā)明的范圍，任何熟習(xí)此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種平面顯示器，包含時序控制器，用于根據(jù)數(shù)字信號，產(chǎn)生控制信號；轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換對照表，用于接收圖像信號并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的圖像輸出信號；存儲器，用于儲存背光亮度控制參數(shù)；背光控制產(chǎn)生器，用于根據(jù)該背光亮度控制參數(shù)，產(chǎn)生背光亮度控制信號；整流器，用于接收該背光亮度控制信號，并產(chǎn)生對應(yīng)電流；以及顯示面板，用于接收該圖像輸出信號以及該控制信號以產(chǎn)生圖像畫面，并接收該對應(yīng)電流使該圖像畫面具有對應(yīng)的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面顯示器，其中該轉(zhuǎn)換對照表系為邏輯運算元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面顯示器，其中該轉(zhuǎn)換器至少提供伽馬校正、白平衡、或色溫補(bǔ)償其中之一功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面顯示器，其中該存儲器系為電可擦可編程只讀存儲器、閃存其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面顯示器，其中該顯示面板包含列驅(qū)動器，用于接收該轉(zhuǎn)換器輸出的該圖像信號，產(chǎn)生該圖像畫面；以及行驅(qū)動器，用于接收該控制信號，以控制掃描線的同步。
6.一種平面顯示器的亮度校正方法，包含下列步驟設(shè)置一特定狀態(tài)，使每一液晶顯示模塊據(jù)以發(fā)光；測量每一液晶顯示模塊的發(fā)光亮度，以得到該每一液晶顯示模塊的亮度數(shù)據(jù)；根據(jù)該每一液晶顯示模塊的亮度數(shù)據(jù)，設(shè)置校正基準(zhǔn)值；根據(jù)該校正基準(zhǔn)值，決定背光亮度控制參數(shù)；以及依據(jù)該背光亮度控制參數(shù)，設(shè)置該每一液晶顯示模塊的背光亮度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面顯示器的亮度校正方法，其中設(shè)置該特定狀態(tài)的步驟，包含個別對每一液晶顯示模塊進(jìn)行白平衡修正，使所有液晶顯示模塊具有相同色溫；以及輸入特定電壓或電流使每一液晶顯示模塊發(fā)出白光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面顯示器的亮度校正方法，其中測量該發(fā)光亮度的步驟，包含測量每一液晶顯示模塊的該白光的亮度，以得到對應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種亮度校正系統(tǒng)，用于解決同批生產(chǎn)線的顯示面板之間的亮度差異問題。該亮度校正系統(tǒng)使用一轉(zhuǎn)換器控制各灰階的色溫及亮度，產(chǎn)生一圖像畫面，并提供背光控制產(chǎn)生器，使顯示面板顯示亮度修正后的圖像畫面。
文檔編號G09G3/20GK1614663SQ200410095829
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者和家璞, 蔡宗光 申請人:友達(dá)光電股份有限公司