專利名稱：固態(tài)照明顯示器中溫度引起的色差的校正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)照明，并且更具體地涉及可調(diào)固態(tài)照明面板以及用于調(diào)節(jié)固態(tài)照 明面板的光輸出的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
固態(tài)照明陣列用于許多照明應(yīng)用。例如，包括固態(tài)照明器件陣列的固態(tài)照明面板 已經(jīng)被用作諸如建筑和/或重點(diǎn)照明中的直接光照源。固態(tài)照明器件可以包括例如封裝的 發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。無機(jī)LED—般包括形成p-n結(jié)的 半導(dǎo)體層。包括有機(jī)發(fā)光層的有機(jī)LED(OLED)是另一種類型的固態(tài)照明器件。固態(tài)發(fā)光器 件一般在發(fā)光層或區(qū)域中經(jīng)過電載流子即電子和空穴的復(fù)合(recombination)而生成光。固態(tài)照明面板通常被用作小液晶顯示器(IXD)顯示屏(諸如便攜式電子器件中所 用的IXD顯示屏)的背光。另外，對(duì)將固態(tài)照明面板用作較大顯示器諸如IXD電視顯示器 的背光的興趣已經(jīng)有所提高。對(duì)于較小的IXD屏幕，背光組件一般采用包括涂有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換熒光粉的發(fā)藍(lán)LED的 白色LED照明器件，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換熒光粉將LED所發(fā)射的一些藍(lán)光轉(zhuǎn)換成黃光。所得到的 光是藍(lán)光和黃光的組合，對(duì)觀察者可能看似白色。然而，由這種裝置所生成的白光可能看似 白色，由這種光光照的物體可能由于該光的有限光譜而看似不具有自然的顏色。例如，因?yàn)?該光可能在可見光光譜的紅色部分中具有很少的能量，所以物體中的紅色可能不會(huì)被這種 光很好地光照。結(jié)果，該物體可能在這種光源下觀看時(shí)看似具有不自然的顏色。光源的顯色指數(shù)(color rendering index)是光源所生成的光準(zhǔn)確光照廣泛顏色 范圍的能力的客觀度量。顯色指數(shù)的范圍從單色光源的基本為零到白熾光源的接近100。 從基于熒光粉的固態(tài)光源所生成的光可能具有相對(duì)低的顯色指數(shù)。對(duì)于大尺度背光和光照應(yīng)用，往往期望的是提供一種生成具有高顯色指數(shù)的白光 的光源以便由照明面板所光照的物體和/或顯示屏可以看似更加自然。因而，這種光源一 般可以包括固態(tài)照明器件的陣列，所述固態(tài)照明器件包括紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器件。當(dāng)紅 色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器件被同時(shí)激勵(lì)時(shí)，所得到的組合光可能看似白色或接近白色，這取決 于紅色、綠色和藍(lán)色光源的相對(duì)強(qiáng)度。存在可以被認(rèn)為“白色”的許多不同光色調(diào)。例如，某 些“白”光，諸如由鈉蒸汽照明器件生成的光，可能在顏色方面看似帶黃色，而其它“白”光， 諸如由某些熒光照明器件生成的光，可能在顏色方面看似更帶藍(lán)色。特定光源的色度(chromaticity)可以被稱為光源的“色點(diǎn)(colorpoint) ”。對(duì)于 白光源，色度可以被稱為光源的白色點(diǎn)。白光源的白色點(diǎn)可能遵循(fall along)與加熱到 給定溫度的黑體輻射器所發(fā)射的光的顏色對(duì)應(yīng)的色度點(diǎn)的軌跡。因而，白色點(diǎn)可以由光源 的相關(guān)色溫(CCT)識(shí)別，該相關(guān)色溫是加熱的黑體輻射器匹配光源的色調(diào)時(shí)的溫度。白光 一般具有大約4000K和8000K之間的CCT。CCT為4000K的白光具有帶黃色的顏色，而CCT 為8000K的白光在顏色方面更帶藍(lán)色。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的一些實(shí)施例提供控制包括具有多個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的背光單元的顯示器的 方法。該方法包括接收該顯示器的目標(biāo)色點(diǎn)；測(cè)量與該顯示器相關(guān)聯(lián)的溫度；響應(yīng)于所測(cè) 量的溫度，生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)；以及設(shè)置該背光單元的色點(diǎn)以產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。設(shè)置 該背光單元的色點(diǎn)可以包括改變施加到多個(gè)固態(tài)照明器件中的至少一個(gè)上的脈沖寬度調(diào) 制電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度。目標(biāo)色點(diǎn)可以包括二維色空間中的χ坐標(biāo)和y坐標(biāo)，并且生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)可 以包括使用變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的X坐標(biāo)。該變換方程可以包括含有線性變換系數(shù)的 線性變換方程。在一些實(shí)施例中，該變換方程可以包括第一變換方程，并且生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn) 可以包括使用第二變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的y坐標(biāo)。線性變換系數(shù)可以包括第一線性變換系數(shù)，并且第二變換方程可以包括含有第二 線性變換系數(shù)的線性變換方程。可以響應(yīng)于所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度之間的差來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。在特定的實(shí)施例中，可以使用方程X' = X+mx * DeltaT和Y' = Y+my * DeltaT 來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)，其中(X，Y)是目標(biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，(X’，Y’)是補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)的坐 標(biāo)，mx和my分別是第一和第二線性變換系數(shù)，以及DeltaT代表所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度 之間的差。將該背光單元的色點(diǎn)設(shè)置為補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)可以包括調(diào)節(jié)被施加到背光單元中 的多個(gè)固態(tài)照明器件中的至少一個(gè)上的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。根據(jù)發(fā)明的一些其它實(shí)施例校準(zhǔn)包括固態(tài)背光單元的顯示器的方法包括將顯示 器的溫度設(shè)置為第一溫度水平；從該固態(tài)背光單元中生成光；以及測(cè)量該顯示器在該第一 溫度水平時(shí)輸出的光的第一色點(diǎn)。該溫度被設(shè)置為與第一溫度水平不同的第二溫度水平， 從該固態(tài)背光單元中生成光，以及測(cè)量該顯示器在該第二溫度水平時(shí)輸出的光的第二色 點(diǎn)。響應(yīng)于第一色點(diǎn)、第二色點(diǎn)以及第一溫度和第二溫度之間的溫度差，生成變換系數(shù)。然 后該變換系數(shù)被存儲(chǔ)在該顯示器中以便稍后使用?？梢酝ㄟ^執(zhí)行線性曲線擬合以獲得線性方程來生成變換系數(shù)，并且變換系數(shù)可以 是線性方程的斜率(slope)。可以使用外部比色計(jì)(colorimeter)來測(cè)量第一色點(diǎn)。根據(jù)一些實(shí)施例的顯示器包括固態(tài)背光單元以及被耦合到該固態(tài)背光單元的反 饋控制系統(tǒng)。該反饋控制系統(tǒng)被配置成接收顯示器的目標(biāo)色點(diǎn)、測(cè)量與該顯示器相關(guān)聯(lián)的 溫度、響應(yīng)于所測(cè)量的溫度生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)、以及設(shè)置該背光單元的色點(diǎn)以產(chǎn)生補(bǔ)償 的目標(biāo)色點(diǎn)。該控制系統(tǒng)可以包括控制器；光電傳感器，被耦合到該控制器且被配置成測(cè)量 背光單元的光輸出；以及電流驅(qū)動(dòng)器，被耦合到該控制器且被配置成響應(yīng)于來自控制器的 命令信號(hào)向背光單元中的固態(tài)照明元件提供脈沖寬度調(diào)制的電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂破骺梢员?配置成控制施加到固態(tài)背光單元中的至少一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件上的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。目標(biāo)色點(diǎn)可以包括二維色空間中的χ坐標(biāo)和y坐標(biāo)，且該控制系統(tǒng)可以被配置成 使用變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的X坐標(biāo)以獲得補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)。
該變換方程可以包括含有線性變換系數(shù)的線性變換方程。該控制系統(tǒng)可以被配置成使用包括第二線性變換系數(shù)的第二變換方程來變換目 標(biāo)色點(diǎn)的y坐標(biāo)。該控制系統(tǒng)可以被配置成響應(yīng)于所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度之間的差來生成補(bǔ)償 的目標(biāo)色點(diǎn)。在特定的實(shí)施例中，該控制系統(tǒng)可以被配置成使用以下方程來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色 點(diǎn)=X' = X+mx * DeltaT5Y' = Y+my * DeltaT ；其中(X，Y)是目標(biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，(X，，Y，) 是補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，mx和my分別是第一和第二線性變換系數(shù)，以及DeltaT代表所 測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度之間的差。


附圖被包括以提供對(duì)發(fā)明的進(jìn)一步理解并且被并入本申請(qǐng)并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部 分，這些

了發(fā)明的(一個(gè)或多個(gè))特定實(shí)施例。在附圖中圖1是常規(guī)IXD顯示器的示意圖；圖2是依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的固態(tài)照明片(tile)的正視圖；圖3是說明依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的固態(tài)照明片中的LED的電互連的示意電路 圖；圖4A是依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的包括多個(gè)固態(tài)照明片的條組件(bar assembly) 的正視圖；圖4B是依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的包括多個(gè)條組件的照明面板的正視圖；圖5是說明依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的照明面板系統(tǒng)的示意框圖；圖6A-6D是說明依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的光電傳感器在照明面板中的可能結(jié)構(gòu) 的示意圖；圖7和圖8是說明依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的照明面板系統(tǒng)的元件的示意圖；圖9是說明發(fā)明的某些方面的CIE色圖的圖表；圖IOA和IOB分別是IXD背光單元和IXD顯示器的(x，y)色點(diǎn)的圖表。圖11和12是說明依據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的系統(tǒng)和/或方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖，在下文中更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在所述附圖中示出了 發(fā)明的實(shí)施例。然而，該發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文所 闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以使得本公開將是徹底且完整的，并且將向本領(lǐng)域技 術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)發(fā)明的范圍。相似的數(shù)字自始至終指代相似的元件。要理解，盡管術(shù)語第一、第二等可以在本文中用來描述各種元件，但是這些元件不 應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個(gè)元件與另一個(gè)元件。例如，在不脫離本發(fā) 明的范圍下，第一元件可以叫做第二元件，而類似地，第二元件可以叫做第一元件。如本文 所用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的任意和所有組合。要理解，當(dāng)元件(諸如層、區(qū)域或基板(substrate))被稱為“在”另一個(gè)元件“之 上”或延伸到另一個(gè)元件“之上”時(shí)，其可以直接在另一個(gè)元件之上或直接延伸到另一個(gè)元件之上，或也可以存在居間的元件。相比而言，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“之上”或 “直接延伸到”另一個(gè)元件“之上”時(shí)，沒有居間元件存在。還要理解，當(dāng)元件被稱為“連接” 或“耦合”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦合到該另一元件或可以存在居間元件。相比 而言，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦合”到另一個(gè)元件時(shí)，不存在居間元件。本文可以使用相對(duì)性術(shù)語諸如“在..之下”或“在..之上”或“上”或“下”或“水 平”或“垂直”來描述如圖中所示的一個(gè)元件、層或區(qū)域與另一個(gè)元件、層、或區(qū)域的關(guān)系。 要理解，這些術(shù)語旨在涵蓋器件除了圖中所示的定向以外的不同定向。本文所用的術(shù)語僅為了描述特定的實(shí)施例而不是旨在限制本發(fā)明。如本文所用 的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。還要理 解，術(shù)語“包括”、“由...組成”、“包含”、和/或“含有”，在用于本文中時(shí)指定所述的特征、 整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他的特征、整體、步驟、 操作、元件、部件和/或其組合的存在或增加。除非另外定義，本文所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員一般理解相同的意思。還要理解，本文所用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與它們 在本說明書的上下文和相關(guān)領(lǐng)域中的意思相一致的意思，并且不要以理想的或過于字面的 意思來解釋，除非在本文中如此清楚地定義。下面參照根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖說明和/或 框圖來描述本發(fā)明。要理解，流程圖說明和/或框圖的某些框以及流程圖說明和/或框圖 中的某些框的組合能夠用計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以存儲(chǔ)或?qū)嵤┰?微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、狀態(tài)機(jī)、可編程邏 輯控制器(PLC)或者其它處理電路、通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、或者其它諸如用以產(chǎn)生機(jī)器 (machine)的可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備中，以使得經(jīng)由其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或計(jì)算機(jī)的處 理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實(shí)施流程圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框中指定的功能/動(dòng)作的裝 置。這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，其能夠引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其 它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式運(yùn)行以使得在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令產(chǎn)生包 括實(shí)施流程圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框中指定的功能/動(dòng)作的指令裝置的一件制品。計(jì)算機(jī)程序指令還可以加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以使得對(duì)計(jì)算 機(jī)或其它可編程設(shè)備執(zhí)行一系列操作步驟從而產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)施的過程以致在計(jì)算機(jī)或其 它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)施流程圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框中指定的功 能/動(dòng)作的步驟。要理解，框中指出的功能/動(dòng)作可以不按操作說明中指出的順序發(fā)生。 例如，接連所示的兩個(gè)框?qū)嶋H上可以基本同時(shí)被執(zhí)行或者這些框有時(shí)可以以相反順序被執(zhí) 行，這取決于所涉及的功能性/動(dòng)作。盡管某些圖在通信路徑上包括箭頭以示出主要的通 信方向，但是要理解通信可以以與所示箭頭相對(duì)的方向發(fā)生。圖1示出了包括固態(tài)背光單元200的IXD顯示器110的示意圖。如其中所示，固 態(tài)背光單元200所生成的白光透射經(jīng)過紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)濾色器120的矩陣。光經(jīng) 過特定濾色器120的透射由與濾色器120相關(guān)聯(lián)的分別可尋址液晶快門(liquid crystal shutter) 130控制。響應(yīng)于例如由主計(jì)算機(jī)、電視調(diào)諧器或其它視頻源提供的視頻數(shù)據(jù)，快 門控制器125控制液晶快門130的操作。
IXD顯示器的許多部件具有溫度相關(guān)的光學(xué)屬性。例如，液晶快門130和/或?yàn)V色 器120的光學(xué)屬性，諸如透射率和/或頻率響應(yīng)，可能隨溫度漂移(shift)。背光控制系統(tǒng) 中的光電傳感器的響應(yīng)屬性也可能隨溫度漂移。使得該問題復(fù)雜化的是，在背光單元200 之外的顯示器110的元件的光學(xué)屬性漂移可能是位于背光單元200內(nèi)的光電傳感器不可檢 測(cè)的。例如，位于背光單元150內(nèi)的光電傳感器可能不能檢測(cè)顯示器110的輸出中由于液 晶快門130和/或?yàn)V色器120的光學(xué)屬性的變化而發(fā)生的色點(diǎn)漂移。實(shí)際系統(tǒng)溫度與校準(zhǔn) 溫度相比的差越大，色點(diǎn)誤差可能變得越大。在生產(chǎn)中，可以在顯示器110處于預(yù)熱狀態(tài)(例如大約70°C )時(shí)校準(zhǔn)顯示器的色 點(diǎn)。然而，由于足尺顯示器的大熱質(zhì)量，對(duì)于LCD顯示器110在接通后達(dá)到完全預(yù)熱狀態(tài)可 能花費(fèi)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段。在預(yù)熱時(shí)段期間，顯示器的實(shí)際色點(diǎn)可能與背光控制系統(tǒng)中的光 電傳感器所測(cè)量的色點(diǎn)不同。即，盡管背光單元200可以被校準(zhǔn)并且被控制以產(chǎn)生具有特 定色點(diǎn)的光，但是顯示器110輸出的光的實(shí)際色點(diǎn)可能漂移偏離所期望的色點(diǎn)。最大色點(diǎn) 誤差可能發(fā)生在初始上電時(shí)，并且可能逐漸下降直到系統(tǒng)被完全預(yù)熱，這可能花費(fèi)1-2小 時(shí)。IXD顯示器的固態(tài)背光單元可以包括多個(gè)固態(tài)照明元件。這些固態(tài)照明元件可以 被布置在一個(gè)或多個(gè)固態(tài)照明片上，所述固態(tài)照明片能夠被布置為形成二維照明面板。現(xiàn) 在參照?qǐng)D2，固態(tài)照明片10可以包括其上以規(guī)則和/或不規(guī)則二維陣列布置的許多固態(tài)照 明元件12。該片10可以包括例如一個(gè)或多個(gè)電路元件可以被布置在其上的印刷電路板 (PCB)。具體而言，片10可以包括金屬芯PCB (MCPCB)，金屬芯PCB包括其上具有聚合物涂 層的金屬芯，在聚合物涂層上可以形成圖案化的金屬跡線(未示出)。MCPCB材料以及與其 類似的材料可從例如Bergquist公司商購(gòu)。PCB還可以包括重包層(4英兩銅或更多)和/ 或帶有熱通孔的常規(guī)FR-4PCB材料。與常規(guī)PCB材料相比，MCPCB材料可以提供改進(jìn)的熱 性能。然而，MCPCB材料也可能比常規(guī)PCB材料重，常規(guī)PCB材料可能不包括金屬芯。在圖2所示的實(shí)施例中，照明元件12是每簇(cluster)四個(gè)固態(tài)發(fā)射器件的多芯 片簇。在片10中，四個(gè)照明元件12被串聯(lián)布置在第一路徑20中，而四個(gè)照明元件12被串 聯(lián)布置在第二路徑21中。第一路徑20的照明元件12例如經(jīng)由印刷電路而連接到布置在 該片10的第一端的一組四個(gè)陽(yáng)極觸點(diǎn)22以及布置在該片10的第二端的一組四個(gè)陰極觸 點(diǎn)24。第二路徑21的照明元件12連接到布置在該片10的第二端的一組四個(gè)陽(yáng)極觸點(diǎn)26 以及布置在該片10的第一端的一組四個(gè)陰極觸點(diǎn)28。 參照?qǐng)D2和3，固態(tài)照明元件12可以包括例如有機(jī)和/或無機(jī)發(fā)光器件。固態(tài)照 明元件12可以包括封裝的分立電子部件，該分立電子部件包括多個(gè)LED芯片16A-16D被安 裝在其上的載體基板。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)固態(tài)照明元件12可以包括直接安裝 到該片10的表明上的電跡線上的LED芯片16A-16D，形成多芯片模塊或板上芯片組件。在 2006 年 11 月 17 日提交的題為“SOLID STATE BACKLIGHTING UNITASSEMBLY AND METHODS” 的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)11/601，500中公開了適合的片，該申請(qǐng)的公開被并入 本文以供參考。 LED芯片16A-16D可以至少包括紅色LED 16A、綠色LED 16B和藍(lán)色LED 16C。藍(lán)色 和/或綠色LED可以是可從本發(fā)明的受讓人Cree公司購(gòu)得的基于InGaN的藍(lán)色LED芯片和 /或綠色LED芯片。紅色LED可以是例如可從Epistar公司、OSRAM Opto SemiconductorsGmbH以及其它公司購(gòu)得的AIInGaP LED芯片。照明器件12可以包括附加的綠色LED 16D以便獲得更多綠光。在一些實(shí)施例中，LED 16A-16D可以具有邊長(zhǎng)為大約900μπι或更大的方形或矩形 周邊(即所謂的“功率芯片(power chip)”)。然而，在其它實(shí)施例中，LED 16A-16D可以具 有500 μ m或更小的邊長(zhǎng)(即所謂的“小芯片”)。具體而言，小LED芯片可以以比功率芯片 更好的電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行操作。例如，最大邊尺寸小于500 μ m且小至260 μ m的綠色LED芯 片通常具有比900 μ m芯片更大的電轉(zhuǎn)換效率，并且已知一般每瓦耗散電功率產(chǎn)生55流明 的光通量以及每瓦耗散電功率產(chǎn)生多達(dá)90流明的光通量。LED 16A-16D可以被密封劑覆蓋，該密封劑可以是透明的和/或可以包括光散射 顆粒、熒光粉和/或其它成分以獲得期望的發(fā)射圖案、顏色和/或強(qiáng)度。照明器件12還可 以包括包圍LED 16A-16D的反射杯(reflector cup)、安裝在LED 16A-16D上方的透鏡、一 個(gè)或多個(gè)用于從照明器件中去除熱量的散熱器、靜電放電保護(hù)芯片、和/或其它元件。該片10中的照明元件12的LED芯片16A-16D可以被電互連，如圖3中的示意電 路圖所示。如其中所示，LED可以被互連以使得第一路徑20中的藍(lán)色LED 16A被串聯(lián)連接 以形成串20A。同樣，第一路徑20中的第一綠色LED 16B可以被串聯(lián)布置以形成串20B，而 第二綠色LED 16D可以被串聯(lián)布置以形成單獨(dú)串20D。紅色LED 16C可以被串聯(lián)布置以形 成串20C。每個(gè)串20A-20D可以分別連接到布置在該片10的第一端的陽(yáng)極觸點(diǎn)22A-22D以 及布置在該片10的第二端的陰極觸點(diǎn)24A-24D。串20A-20D可以包括第一路徑20或第二路徑21中的所有或不到所有對(duì)應(yīng)的LED。 例如，串20A可以包括來自第一路徑20中的所有照明元件12的所有藍(lán)色LED?？商鎿Q地， 串20A可以僅包括第一路徑20中的對(duì)應(yīng)LED的子集。因而，第一路徑20可以包括并聯(lián)布 置在該片10上的四個(gè)串聯(lián)串20A-20D。該片10上的第二路徑21可以包括并聯(lián)布置的四個(gè)串聯(lián)串21A、21B、21C、21D。串 21A-21D分別連接到布置在該片10的第二端的陽(yáng)極觸點(diǎn)26A-26D以及布置在該片10的第 一端的陰極觸點(diǎn)28A-28D。要明白，盡管圖2-3所示的實(shí)施例包括每個(gè)照明器件12的四個(gè)LED芯片16，所述 LED芯片16被電連接以形成每個(gè)路徑20、21至少四個(gè)LED16串，每個(gè)照明器件12可以提供 多于和/或少于四個(gè)LED芯片16，并且該片10上的每個(gè)路徑20、21可以提供多于和/或 少于四個(gè)LED串。例如，照明器件12可以包括僅一個(gè)綠色LED芯片16B，在這種情況下LED 可以被連接以形成每個(gè)路徑20、21三串。同樣，在一些實(shí)施例中，照明器件12中的兩個(gè)綠 色LED芯片可以被彼此串聯(lián)連接，在這種情況下每個(gè)路徑20、21可能僅有單個(gè)綠色LED芯 片串。而且，片10可以僅包括單個(gè)路徑20而不是多個(gè)路徑20、21和/或兩個(gè)以上路徑可 以被提供在單個(gè)片10上。多個(gè)片10可以被組裝以形成如圖4A所示的更大照明條組件30。如其中所示，條 組件30可以包括端端連接的兩個(gè)或更多個(gè)片10、10’、10”。因而，參照?qǐng)D3和4A，最左片10 的第一路徑20的陰極觸點(diǎn)24可以被電連接到中心片10’的第一路徑20的陽(yáng)極觸點(diǎn)22，而 中心片10’的第一路徑20的陰極觸點(diǎn)24可以分別被電連接到最右片10”的第一路徑20 的陽(yáng)極觸點(diǎn)22。類似地，最左片10的第二路徑21的陽(yáng)極觸點(diǎn)26可以被電連接到中心片 10’的第二路徑21的陰極觸點(diǎn)28，而中心片10’的第二路徑21的陽(yáng)極觸點(diǎn)26可以分別被電連接到最右片10”的第二路徑21的陰極觸點(diǎn)28。此外，最右片10”的第一路徑20的陰極觸點(diǎn)24可以通過環(huán)回(loopback)連接器 35而被電連接到最右片10”的第二路徑21的陽(yáng)極觸點(diǎn)26。例如，環(huán)回連接器35可以將最 右片10”的第一路徑20的藍(lán)色LED芯片16A的串20A的陰極24A與最右片10”的第二路 徑21的藍(lán)色LED芯片的串21A的陽(yáng)極26A進(jìn)行電連接。以此方式，第一路徑20的串20A 可以通過環(huán)回連接器35的導(dǎo)體35A而與第二路徑21的串21A串聯(lián)連接以形成藍(lán)色LED芯 片16的單個(gè)串23A?？梢砸灶愃品绞竭B接片10、10’、10”的路徑20、21的其它串。環(huán)回連接器35可以包括邊緣連接器、柔性布線板或者任何其它合適的連接器。另 外，環(huán)路連接器可以包括形成在該片10上/中的印刷跡線。雖然圖4A所示的條組件30是片10的一維陣列，但是其它結(jié)構(gòu)是可能的。例如， 這些片10可以以二維陣列進(jìn)行連接，其中所述片10都被定位在相同平面中；或者以三維 結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，其中所述片10不都被布置在相同平面中。此外，這些片10不必是矩形或方 形，而是可以例如是六角形、三角形等等。參照?qǐng)D4B，在一些實(shí)施例中，多個(gè)條組件30可以被組合以形成照明面板40，該照 明面板可以例如被用作IXD顯示器的背光單元(BLU)。如圖4B所示，照明面板40可以包括 四個(gè)條組件30，每個(gè)條組件30包括六個(gè)片10。每個(gè)條組件30的最右片10包括環(huán)回連接 器35。因而，每個(gè)條組件30可以包括四個(gè)LED串23 (即一個(gè)紅色、兩個(gè)綠色和一個(gè)藍(lán)色)。在一些實(shí)施例中，條組件30可以包括四個(gè)LED串23 (即一個(gè)紅色、兩個(gè)綠色和一 個(gè)藍(lán)色)。因而，包括九個(gè)條組件的照明面板40可以具有36個(gè)單獨(dú)的LED串。此外，在包 括六個(gè)片10 (每個(gè)有八個(gè)固態(tài)照明元件12)的條組件30中，LED串23可以包括48個(gè)串聯(lián) 連接的LED。對(duì)于某些類型的LED，特別是藍(lán)色和/或綠色LED而言，在20mA的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)電流 下不同芯片的正向電壓(Vf)可能偏離標(biāo)稱值變化多達(dá)+/-0. 75V。典型的藍(lán)色或綠色LED 可能具有3.2伏特的Vf。因此，這種芯片的正向電壓可能變化多達(dá)25%。對(duì)于含有48個(gè) LED的LED串而言，為以20mA操作該串所需的總Vf可能變化多達(dá)+/-36V。因而，根據(jù)條組件中的LED的特定特性，一個(gè)光條組件串(例如藍(lán)色串)可能要求 與對(duì)應(yīng)的另一條組件串相比顯著不同的操作功率(operating power) 0這些變化可能顯著 影響包括多個(gè)片10和/或條組件30的照明面板的顏色和/或亮度均勻性，因?yàn)檫@樣的Vf 變化可能導(dǎo)致不同片之間和/或不同條之間亮度和/或色調(diào)的變化。例如，不同串之間的 電流差可能導(dǎo)致串輸出的通量、峰值波長(zhǎng)和/或主波長(zhǎng)的較大差。LED驅(qū)動(dòng)電流在5%或更 大量級(jí)上的變化可能導(dǎo)致不同串之間和/或不同片之間不可接受的光輸出變化。這樣的變 化可能顯著影響照明面板的整體色域或可顯示顏色的范圍。另外，LED芯片的光輸出特性可以在其操作壽命期間改變。例如，LED的光輸出可 能隨時(shí)間和/或環(huán)境溫度而改變。為了提供光面板的一致、可控的光輸出特性，發(fā)明的一些實(shí)施例提供具有兩個(gè)或 更多串聯(lián)的LED芯片串的照明面板。為每個(gè)LED芯片串提供獨(dú)立的電流控制電路。此外， 每個(gè)串的電流可以例如借助于脈沖寬度調(diào)制(PWM)和/或脈沖頻率調(diào)制(PFM)而被分別地 控制。在PWM方案中施加到特定串的脈沖寬度(或者在PFM方案中脈沖頻率)可以是基于 預(yù)先存儲(chǔ)的脈沖寬度(頻率)值，其可以在操作期間例如基于用戶輸入和/或傳感器輸入而被修改。因而，參照?qǐng)D5，示出了照明面板系統(tǒng)200。照明面板系統(tǒng)200可以是IXD顯示器 的背光，照明面板系統(tǒng)200包括照明面板40。照明面板40可以包括例如多個(gè)條組件30，如 上所述該條組件30可以包括多個(gè)片10。然而，要明白，發(fā)明的實(shí)施例可以結(jié)合以其它結(jié)構(gòu) 形成的照明面板來采用。例如，發(fā)明的實(shí)施例可以與包括單個(gè)大面積片的固態(tài)背光面板一 起使用。然而在特定的實(shí)施例中，照明面板40可以包括多個(gè)條組件30，每個(gè)條組件30可 以具有與四個(gè)獨(dú)立LED串23的陽(yáng)極和陰極對(duì)應(yīng)的四個(gè)陰極連接器和四個(gè)陽(yáng)極連接器，每個(gè) LED具有相同的主波長(zhǎng)。例如，每個(gè)條組件30可以具有一個(gè)紅色串、兩個(gè)綠色串和一個(gè)藍(lán)色 串，每串帶有在條組件30的一側(cè)的對(duì)應(yīng)陽(yáng)極/陰極觸點(diǎn)對(duì)。在特定的實(shí)施例中，照明面板 40可以包括九個(gè)條組件30。因而，照明面板40可以包括36個(gè)單獨(dú)的LED串。電流驅(qū)動(dòng)器220為照明面板40的每個(gè)LED串23提供獨(dú)立的電流控制。例如，電 流驅(qū)動(dòng)器220可以為照明面板40的36個(gè)單獨(dú)LED串提供獨(dú)立的電流控制。電流驅(qū)動(dòng)器 220可以在控制器230的控制下為照明面板40的36個(gè)單獨(dú)LED串的每一個(gè)提供恒定的電 流源。在一些實(shí)施例中，可以使用8位微控制器諸如來自Microchip Technology Inc.的 PIC18F8722來實(shí)施控制器230，其可以被編程以為36個(gè)LED串23提供對(duì)驅(qū)動(dòng)器220內(nèi)的 36個(gè)單獨(dú)電流供應(yīng)塊的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制。用于36個(gè)LED串23中的每一個(gè)的脈沖寬度信息可以由控制器230從顏色管理單 元260中獲得，在一些實(shí)施例中該顏色管理單元260可以包括顏色管理控制器諸如Agilent HDJD-J822-SCR00顏色管理控制器。顏色管理單元260可以經(jīng)由I2C(內(nèi)部集成電路)通信鏈路235而連接到控制器 230。顏色管理單元260可以被配置為I2C通信鏈路235上的從裝置，而控制器230可以被 配置為鏈路235上的主裝置。I2C通信鏈路為集成電路裝置之間的通信提供低速信令協(xié)議。 控制器230、顏色管理單元260和通信鏈路235可以一起形成反饋控制系統(tǒng)，該反饋控制系 統(tǒng)被配置成控制來自照明面板40的光輸出。寄存器R1-R9等可以對(duì)應(yīng)于控制器230中的 內(nèi)部寄存器和/或可以對(duì)應(yīng)于可由控制器230訪問的存儲(chǔ)器裝置(未示出)的存儲(chǔ)單元?？刂破?30可以包括用于每個(gè)LED串23即用于帶有36個(gè)LED串23的照明單元 的寄存器，例如寄存器R1-R9、G1A-G9A、B1-B9、G1B-G9B，顏色管理單元260可以包括至少 36個(gè)寄存器。每個(gè)寄存器被配置成存儲(chǔ)用于LED串23之一的脈沖寬度信息。寄存器中的 初始值可以通過初始化/校準(zhǔn)過程來確定。然而，這些寄存器值可以基于用戶輸入250和/ 或來自耦合到照明面板40的一個(gè)或多個(gè)傳感器240A-C的輸入而隨時(shí)間被自適應(yīng)地改變。傳感器240A-C可以包括例如溫度傳感器240A、一個(gè)或多個(gè)光電傳感器240B、和/ 或一個(gè)或多個(gè)其它傳感器240C。在特定的實(shí)施例中，照明面板40可以包括用于照明面板中 的每個(gè)條組件30的一個(gè)光電傳感器240B。然而在其它實(shí)施例中，可以為照明面板中的每個(gè) LED串30提供一個(gè)光電傳感器240B。在其它實(shí)施例中，照明面板40中的每個(gè)片10可以包 括一個(gè)或多個(gè)光電傳感器240B。在一些實(shí)施例中，光電傳感器240B可以包括光敏區(qū)(photo-sensitive region), 所述光敏區(qū)被配置成優(yōu)先地響應(yīng)于具有不同主波長(zhǎng)的光。因此，由不同LED串23 (例如紅 色LED串23A和藍(lán)色LED串23C)所生成的光的波長(zhǎng)可以從光電傳感器240B生成單獨(dú)的輸出。在一些實(shí)施例中，光電傳感器240B可以被配置成獨(dú)立地感測(cè)具有可見光光譜的紅色、 綠色和藍(lán)色部分中的主波長(zhǎng)的光。光電傳感器240B可以包括一個(gè)或多個(gè)光敏器件，諸如光 電二極管。光電傳感器240B可以包括例如Agilent HDJD-S831-QT333三色光電傳感器。來自光電傳感器240B的傳感器輸出可以被提供到顏色管理單元260，顏色管理單 元260可以被配置成采樣這些輸出且提供采樣的值到控制器230以調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)LED串23的寄 存器值從而在逐串的基礎(chǔ)上校正光輸出變化。在一些實(shí)施例中，專用集成電路(ASIC)可以 連同一個(gè)或多個(gè)光電傳感器240B —起被提供在每個(gè)片10上以便在將傳感器數(shù)據(jù)提供到顏 色管理單元260之前預(yù)處理該傳感器數(shù)據(jù)。此外，在一些實(shí)施例中，傳感器輸出和/或ASIC 輸出可以由控制器230直接采樣。光電傳感器240B可以布置在照明面板40內(nèi)的各個(gè)位置處以便獲得代表性的采樣 數(shù)據(jù)?？商鎿Q地和/或另外，諸如光纖的光導(dǎo)可以被提供在照明面板40中以收集來自期望 位置的光。在這種情況下，光電傳感器240B不必布置在照明面板40的光顯示區(qū)內(nèi)，而是可 以例如被提供在照明面板40的后側(cè)上。而且，可以提供光開關(guān)以將光從不同的光導(dǎo)切換到 光電傳感器240B，所述光導(dǎo)收集來自照明面板40的不同區(qū)域的光。因此，單個(gè)光電傳感器 240B可以被用來順序地收集來自照明面板40上的各個(gè)位置的光。用戶輸入250可以被配置成允許用戶借助于IXD面板上的用戶控制(諸如輸入控 制)來選擇性地調(diào)節(jié)照明面板40的屬性，諸如色溫、亮度、色調(diào)等等。溫度傳感器240A可以給顏色管理單元260和/或控制器230提供溫度信息，顏色 管理單元260和/或控制器230可以基于串23中的LED芯片16的已知/預(yù)測(cè)的亮度與溫 度操作特性的關(guān)系在逐串和/或逐色的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)來自照明面板的光輸出。因而，傳感器240A-240C、控制器230、顏色管理單元260和電流驅(qū)動(dòng)器220形成用 于控制照明面板40的反饋控制系統(tǒng)。盡管顏色管理單元260被示為單獨(dú)的元件，但是要明 白在一些實(shí)施例中顏色管理單元260的功能性可以由控制系統(tǒng)的另一元件(諸如控制器 230)執(zhí)行。圖6A-6D示出了光電傳感器240B的各種結(jié)構(gòu)。例如，在圖6A的實(shí)施例中，單個(gè)光 電傳感器240B被提供在照明面板40中。光電傳感器240B可以被提供在其可以從照明面 板中的一個(gè)以上片/串接收平均光量的位置處。為了提供與照明面板40的光輸出特性有關(guān)的更廣泛數(shù)據(jù)，可以使用一個(gè)以上光 電傳感器240B。例如，如圖6B所示，可以存在每個(gè)條組件30的一個(gè)光電傳感器240B。在 這種情況下，光電傳感器240B可以位于條組件30的端部并且可以布置成接收從它們所關(guān) 聯(lián)的條組件30中發(fā)射的平均/組合光量。如圖6C所示，光電傳感器240B可以布置在照明面板40的發(fā)光區(qū)外圍內(nèi)的一個(gè)或 多個(gè)位置。然而在一些實(shí)施例中，光電傳感器240B可以遠(yuǎn)離照明面板40的發(fā)光區(qū)進(jìn)行定 位，并且來自照明面板40的發(fā)光區(qū)內(nèi)的各個(gè)位置的光可以經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)而透射到 傳感器240B。例如，如圖6D所示，來自照明面板40的發(fā)光區(qū)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)位置249的光 可以經(jīng)由光導(dǎo)247而遠(yuǎn)離發(fā)光區(qū)進(jìn)行透射，所述光導(dǎo)247可以是光纖，所述光纖可以延伸經(jīng) 過和/或跨越片10。在圖6D所示的實(shí)施例中，光導(dǎo)247端接在光開關(guān)245處，光開光245 基于來自控制器230和/或來自顏色管理單元260的控制信號(hào)而選擇特定導(dǎo)向器247以連 接到光電傳感器240B。然而要明白，光開關(guān)245是可選的，并且每個(gè)光導(dǎo)247可以端接在光電傳感器240B處。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，代替光開關(guān)245，光導(dǎo)247可以端接在光組合器 (light combiner)處，光組合器組合通過光導(dǎo)247接收的光并且將組合的光提供到光電傳 感器240B。光導(dǎo)247可以延伸跨越、部分跨越和/或經(jīng)過片10。例如，在一些實(shí)施例中，光 導(dǎo)247可以在面板40后蔓延(rim)到各個(gè)光收集位置然后在這樣的位置處蔓延穿過該面 板。此外，光電傳感器240B可以被安裝到面板的前側(cè)上(即照明器件16被安裝在的面板 40的側(cè)上)或者面板40和/或片10和/或條組件30的相反側(cè)上?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7，電流驅(qū)動(dòng)器220可以包括多個(gè)條驅(qū)動(dòng)器電路320A-320D?？梢詾檎?明面板40的每個(gè)條組件30提供一個(gè)條驅(qū)動(dòng)器電路320A-320D。在圖7所示的實(shí)施例中， 照明面板40包括四個(gè)條組件30。然而，在一些實(shí)施例中照明面板40可以包括九個(gè)條組件 30，在這種情況下電流驅(qū)動(dòng)器220可以包括九個(gè)條驅(qū)動(dòng)器電路320。如圖8所示，在一些實(shí) 施例中，每個(gè)條驅(qū)動(dòng)器電路320可以包括四個(gè)電流供應(yīng)電路340A-340D，例如對(duì)應(yīng)條組件30 的每個(gè)LED串23A-23D有一個(gè)電流供應(yīng)電路340A-340D。電流供應(yīng)電路340A-340B的操作 可以由來自控制器230的控制信號(hào)342控制。電流供應(yīng)電路340A-340B被配置成將電流供應(yīng)給對(duì)應(yīng)的LED串13，同時(shí)相應(yīng)串13 的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM是邏輯高(logic HIGH)。因而，對(duì)于每個(gè)定時(shí)回路，在該定時(shí)回路 的第一時(shí)鐘周期時(shí)將驅(qū)動(dòng)器220中的每個(gè)電流供應(yīng)電路340的PWM輸入設(shè)置為邏輯高。當(dāng) 控制器230中的計(jì)數(shù)器達(dá)到與LED串23對(duì)應(yīng)的控制器230的寄存器中存儲(chǔ)的值時(shí)，將特定 電流供應(yīng)電路340的PWM輸入設(shè)置為邏輯低(LOW)，從而關(guān)斷到對(duì)應(yīng)LED串23的電流。因 而，雖然照明面板40中的每個(gè)LED串23可以被同時(shí)接通，但是這些串可以在給定的定時(shí)回 路期間的不同時(shí)間上被關(guān)斷，這將在定時(shí)回路內(nèi)給予LED串不同的脈沖寬度。LED串23的 表觀亮度可以近似與LED串23的占空比(即，其中給LED串23供應(yīng)電流的定時(shí)回路的分 數(shù)(fraction))成比例。在LED串23被接通的時(shí)段期間可以給LED串23供應(yīng)基本恒定的電流。通過操縱 電流信號(hào)的脈沖寬度，即使在將接通狀態(tài)(on-state)電流維持在基本恒定的值時(shí)，也可以 更改通過LED串23的平均電流。因此，LED串23中的LED 16的主波長(zhǎng)可以隨所施加的電 流而變化，即使通過LED 16的平均電流正在被更改，該主波長(zhǎng)也可以保持基本穩(wěn)定。類似 地，與例如如果使用可變電流源來操縱LED串23的平均電流相比，LED串23所耗散的每單 位功率的光通量可以在各個(gè)平均電流水平下保持得更加恒定。與特定LED串對(duì)應(yīng)的控制器230的寄存器中存儲(chǔ)的值可以是基于通過通信鏈路 235從顏色管理單元260中接收的值?？商鎿Q地和/或另外，寄存器值可以是基于控制器 230從傳感器240直接采樣的值和/或電壓電平。在一些實(shí)施例中，顏色管理單元260可以提供對(duì)應(yīng)于占空比的值(即從0到100 的值)，該值可以基于定時(shí)回路中的周期數(shù)目而被控制器230轉(zhuǎn)換成寄存器值。例如，顏色 管理單元260經(jīng)由通信鏈路235向控制器230指示特定LED串23應(yīng)當(dāng)具有50%的占空比。 如果定時(shí)回路包括10，000個(gè)時(shí)鐘周期，則假設(shè)控制器隨每個(gè)時(shí)鐘周期就遞增計(jì)數(shù)器，控制 器230可以在對(duì)應(yīng)于所討論的LED串的寄存器中存儲(chǔ)5000的值。因此，在特定的定時(shí)回路 中，計(jì)數(shù)器在回路的開始時(shí)被復(fù)位到零并且通過向服務(wù)于LED串23的電流供應(yīng)電路340發(fā) 送適當(dāng)?shù)腜WM信號(hào)來接通LED串23。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到5000的值時(shí)，電流供應(yīng)電路340的 PWM信號(hào)被復(fù)位，從而關(guān)斷LED串。
在一些實(shí)施例中，PWM信號(hào)的脈沖重復(fù)頻率(即脈沖重復(fù)率)可以超過60Hz。在 特定的實(shí)施例中，對(duì)于200Hz或更大的總PWM脈沖重復(fù)頻率，PWM周期(PWM period)可以 是5ms或更少。在回路中可以包括延遲，以使得在單個(gè)定時(shí)回路中可以使計(jì)數(shù)器僅遞增100 次。因此，給定LED串23的寄存器值可以直接對(duì)應(yīng)于LED串23的占空比。然而，可以使用 任何適合的計(jì)數(shù)過程，只要適當(dāng)?shù)乜刂芁ED串23的亮度。可以不時(shí)地更新控制器230的寄存器值以考慮到變化的傳感器值。在一些實(shí)施例 中，可以從顏色管理單元260中每秒多次地獲得更新的寄存器值。此外，控制器230從顏色管理單元260讀取的數(shù)據(jù)可以被過濾(filter)以限制在 給定周期中發(fā)生的變化量。例如，當(dāng)從顏色管理單元260讀取變化值時(shí)，誤差值可以被計(jì)算 和縮放(filter)以提供比例控制(“P”)，如常規(guī)PID(比例-積分-導(dǎo)數(shù))反饋控制器中 的一樣。而且，誤差信號(hào)可以如PID反饋回路中的那樣以積分和/或?qū)?shù)的方式進(jìn)行縮放。 可以在顏色管理單元260中和/或在控制器230中執(zhí)行變化值的過濾和/或縮放。在一些實(shí)施例中，例如可以使用來自光電傳感器240B的信號(hào)由顯示器系統(tǒng)200本 身執(zhí)行顯示器系統(tǒng)200的校準(zhǔn)(即自校準(zhǔn))。然而在發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以由外部校準(zhǔn) 系統(tǒng)執(zhí)行顯示器系統(tǒng)200的校準(zhǔn)。如上所指，用戶輸入250可以允許用戶借助于IXD面板上的用戶控制(諸如輸入 控制)來選擇性地調(diào)節(jié)顯示器屬性，諸如色溫、亮度、色調(diào)等等。具體而言，用戶輸入250可 以允許用戶指定顯示器110的色點(diǎn)或白色點(diǎn)。然而，IXD顯示器的許多部件具有溫度相關(guān)的光學(xué)屬性。例如，IXD顯示器的液晶 快門和/或?yàn)V色器的光學(xué)屬性可能隨溫度漂移。背光控制系統(tǒng)中的光電傳感器240B的響 應(yīng)屬性也可能隨溫度漂移。此外，在背光單元200之外的LCD顯示器的元件的光學(xué)屬性漂 移可能是位于背光單元200內(nèi)的光電傳感器240B不可檢測(cè)的。例如，光電傳感器240B可 能不能檢測(cè)由于顯示器的液晶快門和/或?yàn)V色器的光學(xué)屬性的變化而發(fā)生的色點(diǎn)漂移。發(fā)明的一些實(shí)施例提供用于使用背光單元200的反饋控制系統(tǒng)補(bǔ)償溫度引起的 色度誤差的技術(shù)。背光單元200的色點(diǎn)能夠被繪制在二維色空間中。例如，圖9是1931CIE色度圖 的近似表示。1931CIE色度圖是其中所有可見顏色由一組(x，y)坐標(biāo)唯一表示的二維色空 間。其它二維色空間在本領(lǐng)域中是已知的并且可以用于發(fā)明的一些實(shí)施例中。參照?qǐng)D9，全飽和(即純)顏色落在1931CIE色度圖的外邊緣，如由圖表上從380nm 到700nm的波長(zhǎng)數(shù)字所指示的?？此瓢咨娜柡凸獍l(fā)現(xiàn)位于圖表的中心附近。黑體輻射 曲線420(示為圖9中的部分近似)繪制了黑體輻射器在各個(gè)溫度時(shí)發(fā)射的光的色點(diǎn)。黑 體輻射曲線420貫穿CIE圖的“白色”區(qū)。因而，某些“白色”點(diǎn)可能與特定的色溫相關(guān)聯(lián)。背光單元200的反饋控制系統(tǒng)(例如包括圖5所示的光電傳感器240B、顏色管理 單元260、控制器230和電流驅(qū)動(dòng)器220)可以嘗試設(shè)置背光單元220的色點(diǎn)以便當(dāng)顯示器 處于小于校準(zhǔn)溫度的第一溫度Tl時(shí)顯示器110將具有期望的色點(diǎn)A。然而，由于顯示器的 光學(xué)屬性在較低溫度時(shí)有所不同，所以顯示器的實(shí)際色點(diǎn)可能例如漂移到點(diǎn)B。(要明白， 圖9中的點(diǎn)A和B僅被提供用于說明性目的并且可能不表示由于溫度差所致的實(shí)際色點(diǎn)漂 移。因而，為說明性目的而夸大了圖9中點(diǎn)A和B的相對(duì)位置以及點(diǎn)A和B之間的距離。) 由于該漂移可能由背光單元中的光電傳感器240B不能檢測(cè)的LCD顯示器的元件造成，所以顯示器的實(shí)際色點(diǎn)可能暫時(shí)不同于用戶所預(yù)期/要求的。通過測(cè)量單獨(dú)的背光單元200以及整個(gè)IXD顯示器110在各個(gè)溫度時(shí)的色點(diǎn)，已 經(jīng)研究了 IXD顯示器(諸如IXD顯示器110)以及固態(tài)背光單元(諸如固態(tài)背光單元200) 中的色點(diǎn)誤差。研究的結(jié)果示于圖IOA和IOB中。圖IOA示出了單獨(dú)的背光單元的色點(diǎn)的 X和Y色度坐標(biāo)的變化。X坐標(biāo)示出具有大約-0. 0002°C 1的斜率的中等線性溫度相關(guān)性。 Y坐標(biāo)示出可忽略的溫度相關(guān)性。IXD顯示器110的溫度相關(guān)性更明顯，原因在于其可以包括具有溫度相關(guān)光學(xué) 屬性的附加元件，諸如液晶快門和/或?yàn)V色器。例如，如圖IOB所示，X坐標(biāo)示出具有大 約-0. 0005°C 1的斜率的強(qiáng)線性溫度相關(guān)性，而Y坐標(biāo)示出具有大約-0. 0002°C 1的斜率的 溫度相關(guān)性。為了校正這一溫度相關(guān)性，根據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例，可以對(duì)期望的色點(diǎn)應(yīng)用線性 變換以獲得補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)。當(dāng)背光控制系統(tǒng)應(yīng)用補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)時(shí)，LCD顯示器可以具有更接近 所預(yù)期/所要求的色點(diǎn)的色點(diǎn)(即其具有降低的色度誤差)。當(dāng)接收對(duì)期望色點(diǎn)(X，Y)的色點(diǎn)請(qǐng)求時(shí)，首先例如使用溫度傳感器240Α來測(cè)量顯 示器Iio的溫度，并且可以如下確定電流(所測(cè)量)溫度(Tcur)和校準(zhǔn)溫度(Tcal)之間 的差DeltaT = Tcal-Tcur (°C )(1)接著，可以根據(jù)以下變換來計(jì)算具有色度坐標(biāo)(X’，Y’ )的補(bǔ)償色點(diǎn)X' = X+mx * DeltaT(2)Y' = Y+my * DeltaT(3)其中mx和my是針對(duì)χ和y坐標(biāo)的溫度相關(guān)性曲線的斜率，這是在校準(zhǔn)時(shí)通 過在溫度范圍內(nèi)測(cè)量顯示器的色點(diǎn)而確定的。例如，mx可以是-0.0005°C ―1，而my可以 是-0. 0002 0C Λ然后補(bǔ)償?shù)纳茸鴺?biāo)(Χ’，Υ’)可以被提供給顏色管理單元260并且用來設(shè)置IXD 顯示器110的色點(diǎn)。圖11是根據(jù)發(fā)明的一些實(shí)施例的用于生成用來計(jì)算補(bǔ)償色度坐標(biāo)的變換系數(shù)mx 和my的操作的流程圖。參照?qǐng)D11，IXD顯示器110被初始設(shè)置為第一溫度Tl，該第一溫度可以 是室溫(框1110)。然后，例如使用外部比色計(jì)(諸如來自PhotoResearch公司的 PR-650 Spec traScan Colorimeter)來測(cè)量 LCD 顯示器 110 的色點(diǎn)(框 1120)。然后提高IXD顯示器110的溫度(框1130)，并且在提高的溫度下再次測(cè)量顯示器 110的色點(diǎn)(框1140)。在框1150進(jìn)行檢查以查看顯示器的溫度是否上升到或超過最大溫 度Tmax。如果否，則再次提高溫度(框1130)并且再次測(cè)量顯示器的色點(diǎn)(框1140)。如果顯示器的溫度已經(jīng)達(dá)到Tmax，則操作進(jìn)行到框1160。提高LCD顯示器的溫度以及測(cè)量LCD顯示器的色點(diǎn)的過程可以被重復(fù)多次以便可 以獲得統(tǒng)計(jì)上有意義的信息。在一些實(shí)施例中，顯示器Iio可以至少被提高到大約70°C的 溫度，該溫度可以近似IXD顯示器110的操作溫度。在框1160中，如上面描述所獲得的色點(diǎn)和溫度信息可以被分析以確定變換系數(shù) mx和my。例如，可以根據(jù)IXD顯示器110的色點(diǎn)的χ坐標(biāo)對(duì)溫度的變化率以及IXD顯示器110的色點(diǎn)的y坐標(biāo)對(duì)溫度的變化率來獲得系數(shù)mx和my。然后IXD背光單元200可以存 儲(chǔ)該變換系數(shù)。例如，該變換系數(shù)可以被控制器230和/或顏色管理單元260存儲(chǔ)在寄存 器或其它存儲(chǔ)器中。圖12示出根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的用于校準(zhǔn)IXD顯示器的操作。如其中所示，IXD顯 示器110可以例如使用溫度傳感器240A來測(cè)量與IXD顯示器110相關(guān)聯(lián)的溫度，諸如IXD 顯示器110的外殼內(nèi)的溫度。溫度測(cè)量可以以其它方式來獲得。例如，溫度測(cè)量可以從IXD 顯示器110所附連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它裝置中獲得。從存儲(chǔ)器中檢索變換系數(shù)，然后使用溫度測(cè)量和變換系數(shù)來生成補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)，如 上面所描述的(框1220)。補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)坐標(biāo)然后被應(yīng)用到背光(框1230)。即，LCD顯示器 110的反饋控制系統(tǒng)將LCD背光200的色點(diǎn)設(shè)置為補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)。然而，由于顯示器的光學(xué)屬 性是溫度相關(guān)的，所以LCD顯示器110的實(shí)際色點(diǎn)可以更加接近地近似所要求的色點(diǎn)。在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了發(fā)明的典型實(shí)施例，并且雖然采用了特定的術(shù)語， 但它們僅僅用于普通的和描述性的意思而不是為了限制，在所附的權(quán)利要求中闡述本發(fā)明 的范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制包括具有多個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的背光單元的顯示器的方法，該方法包括 接收該顯示器的目標(biāo)色點(diǎn)；測(cè)量與該顯示器相關(guān)聯(lián)的溫度； 響應(yīng)于所測(cè)量的溫度，生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)；以及 設(shè)置該背光單元的色點(diǎn)以產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中設(shè)置該背光單元的色點(diǎn)包括改變施加到多個(gè)固態(tài)照明器件 中的至少一個(gè)上的脈沖寬度調(diào)制電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度。
3.權(quán)利要求1的方法，其中目標(biāo)色點(diǎn)包括二維色空間中的χ坐標(biāo)和y坐標(biāo)，且其中生成 補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)包括使用變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的χ坐標(biāo)。
4.權(quán)利要求3的方法，其中該變換方程包括含有線性變換系數(shù)的線性變換方程。
5.權(quán)利要求3的方法，其中該變換方程包括第一變換方程，且其中生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色 點(diǎn)包括使用第二變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的y坐標(biāo)。
6.權(quán)利要求3的方法，其中線性變換系數(shù)包括第一線性變換系數(shù)，且其中第二變換方 程包括含有第二線性變換系數(shù)的線性變換方程。
7.權(quán)利要求1的方法，其中生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)包括響應(yīng)于所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度 之間的差生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。
8.權(quán)利要求7的方法，其中生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)包括使用以下方程來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)V = X+mx* DeltaT Y' = Y+my* DeltaT其中(X，Y)包括目標(biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，(X'，V )包括補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，mx和my分 別包括第一和第二線性變換系數(shù)，以及DeltaT包括所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度之間的差。
9.權(quán)利要求1的方法，其中將該背光單元的色點(diǎn)設(shè)置為補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)包括調(diào)節(jié)被施 加到背光單元中的多個(gè)固態(tài)照明器件中的至少一個(gè)上的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
10.一種校準(zhǔn)包括固態(tài)背光單元的顯示器的方法，包括 將顯示器的溫度設(shè)置為第一溫度水平；從該固態(tài)背光單元中生成光；測(cè)量該顯示器在該第一溫度水平時(shí)輸出的光的第一色點(diǎn)； 將顯示器的溫度設(shè)置為與第一溫度水平不同的第二溫度水平； 從該固態(tài)背光單元中生成光；測(cè)量該顯示器在該第二溫度水平時(shí)輸出的光的第二色點(diǎn)；響應(yīng)于第一色點(diǎn)、第二色點(diǎn)以及第一溫度和第二溫度之間的溫度差，生成變換系數(shù)；以及將該變換系數(shù)存儲(chǔ)在該顯示器中。
11.權(quán)利要求10的方法，其中生成變換系數(shù)包括執(zhí)行線性曲線擬合以獲得線性方程， 其中變換系數(shù)包括線性方程的斜率。
12.權(quán)利要求10的方法，其中測(cè)量第一色點(diǎn)包括使用外部比色計(jì)來測(cè)量第一色點(diǎn)。
13.一種顯示器，包括 固態(tài)背光單元；反饋控制系統(tǒng)，被耦合到該固態(tài)背光單元且被配置成接收顯示器的目標(biāo)色點(diǎn)、測(cè)量與 該顯示器相關(guān)聯(lián)的溫度、響應(yīng)于所測(cè)量的溫度生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)、以及設(shè)置該背光單元 的色點(diǎn)以產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。
14.權(quán)利要求13的顯示器，其中該控制系統(tǒng)包括控制器；光電傳感器，被耦合到該控 制器且被配置成測(cè)量背光單元的光輸出；以及電流驅(qū)動(dòng)器，被耦合到該控制器且被配置成 響應(yīng)于來自控制器的命令信號(hào)向背光單元中的固態(tài)照明元件提供脈沖寬度調(diào)制的電流驅(qū) 動(dòng)信號(hào)，且其中控制器被配置成控制被施加到固態(tài)背光單元中的至少一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件上 的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
15.權(quán)利要求13的顯示器，其中目標(biāo)色點(diǎn)包括相對(duì)于二維色空間的χ坐標(biāo)和ι坐標(biāo)，且 其中該控制系統(tǒng)被配置成使用變換方程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的χ坐標(biāo)以獲得補(bǔ)償?shù)纳c(diǎn)。
16.權(quán)利要求15的顯示器，其中該變換方程包括含有線性變換系數(shù)的線性變換方程。
17.權(quán)利要求16的顯示器，其中該變換方程包括第一變換方程并且線性變換系數(shù)包括 第一線性變換系數(shù)，且其中該控制系統(tǒng)被配置成使用包括第二線性變換系數(shù)的第二變換方 程來變換目標(biāo)色點(diǎn)的y坐標(biāo)。
18.權(quán)利要求13的顯示器，其中該控制系統(tǒng)被配置成響應(yīng)于所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度 之間的差來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。
19.權(quán)利要求18的顯示器，其中該控制系統(tǒng)被配置成使用以下方程來生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)V = X+mx* DeltaTY' = Y+my* DeltaT其中(X，Y)包括目標(biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，(X'，V )包括補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)的坐標(biāo)，mx和my分 別包括第一和第二線性變換系數(shù)，以及DeltaT包括所測(cè)量的溫度和校準(zhǔn)溫度之間的差。
全文摘要
公開了控制包括具有多個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的背光單元的顯示器的方法。該方法包括接收該顯示器的目標(biāo)色點(diǎn)；測(cè)量與該顯示器相關(guān)聯(lián)的溫度；響應(yīng)于所測(cè)量的溫度，生成補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)；以及設(shè)置該背光單元的色點(diǎn)以產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)色點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B33/08GK102007815SQ200880108205
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者J·K·羅伯茨, K·J·瓦達(dá)斯 申請(qǐng)人:克里公司