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　　1   引  言

　　隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)液晶顯示器顯示質(zhì)量的要求也越來越高。尤其在軍事、工業(yè)等特殊應(yīng)用場合時(shí)，亮度、色度、對(duì)比度、視角、響應(yīng)時(shí)間、表面反射率等光電參數(shù)必須滿足使用的要求。因此對(duì)裸屏或模組需要進(jìn)行處理及改進(jìn)。如何使顯示器的色坐標(biāo)滿足要求就成為其中一項(xiàng)重要的工作。

　　液晶顯示器的色坐標(biāo)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(lán)場顯示的色坐標(biāo)。但在特殊應(yīng)用的要求下，為了提高亮度（大于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。

　　鑒于發(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。在發(fā)射藍(lán)光的InGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料，這種材料在受到藍(lán)光激勵(lì)時(shí)會(huì)發(fā)出黃光。于是得到了藍(lán)光和黃光的混合物，在肉眼看來就是白色的。它的發(fā)光光譜見圖1。白光LED的發(fā)射波長(實(shí)線)包括藍(lán)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(duì)光敏感性(虛線)［1］。

　　          圖1  白光LED發(fā)光光譜

　　      Fig.1 The spectrum of white LED

　　白光LED的色彩由色彩坐標(biāo)定義。X和Y坐標(biāo)的數(shù)值根據(jù)國際照明委員會(huì)(CIE)的15.2規(guī)范的要求計(jì)算得到［2］。但是，白光LED隨著正向電流增加會(huì)引起的色彩坐標(biāo)的變化(如圖2所示)。Y坐標(biāo)變化很劇烈，會(huì)導(dǎo)致顯示色彩的不真實(shí)。

　　  圖2  白光LED 的色彩坐標(biāo)與正向電流關(guān)系

　　Fig.2  The white LED chromacity coordinate vs. forward current

　　另外，從技術(shù)指標(biāo)分析，原料供貨商提供的LED燈管與生產(chǎn)需要存在差距。LED燈管的色坐標(biāo)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(biāo)不能完全滿足要求。對(duì)此，本文介紹了一種處理方法，能夠使顯示器色坐標(biāo)可調(diào)以滿足要求。

　　2   實(shí)  驗(yàn)

　　     以10.4英寸的液晶顯示模塊為例，重新設(shè)計(jì)背光源組件。我們采用LED底背光形式。在220mm*167mm的PCB板上布白光LED（26行*20列），每4顆白光LED中間布1顆RGB三色LED

　　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(biāo)過程如下：

　　1：先單獨(dú)驅(qū)動(dòng)白光LED到某一特定亮度，測量出液晶顯示器的色坐標(biāo)，與要求的色坐標(biāo)進(jìn)行比較，計(jì)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(bǔ)充的顏色及配比。

　　3：驅(qū)動(dòng)三色LED，根據(jù)步驟2中計(jì)算的RGB配比，逐漸增加RGB光亮度，同時(shí)監(jiān)測色坐標(biāo)的變化，調(diào)整RGB分量最終達(dá)到需要的色坐標(biāo)范圍。

　　我們選用了一款10.4英寸的屏做實(shí)驗(yàn)。單獨(dú)白光LED背光源色座標(biāo)為(0.28, 0.31 )，加液晶屏后變化為 (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(lán)管補(bǔ)償后：從(0.31,0.36)變?yōu)?0.29,0.33)   

　　采用藍(lán)管、紅管同時(shí)補(bǔ)償：從(0.31,0.36)變?yōu)?0.31,0.33)       

　　3    結(jié)果與討論

　　從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看出通過三色LED的RGB補(bǔ)償可以將白光LED背光與液晶屏進(jìn)行色度的匹配，達(dá)到需要的色度坐標(biāo)。

　　以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在屏的出光亮度為800 cd/m2左右時(shí)的補(bǔ)償結(jié)果；此時(shí)藍(lán)管補(bǔ)償亮度為35 cd/m2；紅管補(bǔ)償亮度為16 cd/m2。隨著屏的出光亮度增減相應(yīng)的補(bǔ)償也要作增減。

　　用戶可以通過任意一種方式來實(shí)現(xiàn)背光控制

　　1.通過調(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)整背光亮度

　　在背光的燈腔中間做一透光孔，在對(duì)應(yīng)位置放置一色彩傳感器，可以分別測量白、紅、綠、藍(lán)亮度，用FPGA邏輯可讀取相應(yīng)亮度值 ，根據(jù)色彩傳感器取得當(dāng)前背光三基色的亮度值，和EEROM里保存的補(bǔ)色曲線參數(shù)經(jīng)運(yùn)算后通過SPI口設(shè)置恒流驅(qū)動(dòng)模塊的電流值，進(jìn)行白平衡控制（色坐標(biāo)的調(diào)整）。

　　4    結(jié) 論

　　利用三色LED的RGB補(bǔ)色法可以對(duì)液晶顯示色坐標(biāo)進(jìn)行有效的調(diào)整，滿足色彩的要求。通過電路的控制可以對(duì)白平衡即時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方法解決了液晶顯示器的色坐標(biāo)偏差的問題。

　　該液晶顯示器色坐標(biāo)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(jí)改造。

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　[1]Gerhard Scharf,   Driving InGaN-Based LED in Parallel Circuits【M】. OSRAM Opto Semiconductors,          2001,11:95-98.

　　[2]  Colorimetry.第二版, 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.