第四章 實驗結果與量測
4.3 LED L IGHT G UIDE 光學量測
因Light Guide是由10片平面式導光板所組合而成，為避免導光板間相互漏光，因此 需測試導光板間的光阻隔效果。由實際量測結果發現單區亮紅光時對於相臨的導光板會 有輕微的漏光現象，但在間隔第二片導光板後即不會再有漏光的現象。
再改為單區亮綠光，並觀察其對於相臨的導光板會有輕微的漏光現象，但在間隔第 二片導光板後即不會再有漏光的現象。
圖4.11 背光板之單區紅光漏光情形 圖4.12 單區 綠光漏光情形
再改為單區亮藍光，觀察其對於相臨的導光板會有輕微的漏光現象，但在間隔第二 片導光板後即不會再有漏光的現象。
圖4.13 單區 藍光漏光情形 圖4.14 單區 白光漏光情形
接著再分別將全區的紅、綠、藍各單色光打開，以觀察整體背光系統的發光效率與 光線均勻度。如圖4.15、圖4.16所示：
圖4.15 紅光全亮之顯示畫面 圖4.16 藍光全亮之顯示畫面
圖4.17 綠光全亮之顯示畫面 圖4.18 R-G-B Color Bar 全亮之顯示畫面
第五章 結 論
由於液晶反應速度太慢以及採用持續式(Hold Type)背光源的原因，導致液晶顯示器 在顯示動態影像時會出現拖影和模糊的現象。為了解決這樣的問題，目前可以採用直下 式CCFL背光分段掃描的方式來模擬CRT脈衝方式以改善動態影像模糊的問題。因CCFL 須藉由彩色濾光片來達到色彩成像的效果，但由於彩色濾光片光頻譜較寬，相對的色域 較窄，因此色彩飽和度較差。為提升色彩飽和度又能兼具改善動態影像模糊的問題，目 前的方法是採用色序式背光的方式來提高影像色彩飽和度。
本文的研究主要是整合掃描式背光與色序式背光的優點，利用分區掃描式色序法背 光源的方式來達到以下目的：1.改善動態影像模糊現象；2.以RGB LED背光源來取代傳 統彩色濾光片，進而提昇TFT-LCD的光利用率，並提高影像色彩飽和度。
實驗結果發現整體背光亮度會因PWM脈波寬度比例而降低，因此若要維持足夠的 亮度值，必須藉由提高LED驅動電流的方式來加以補償。但從另一個角度思考，若不特 別要求背光亮度的情況下，使用脈衝驅動的方式就可以相對節省背光的電源消耗。
本實驗是以硬體電路與軟體程式控制的方式來實現分區掃描式色序法背光源的驅 動控制。其中無論是對於”LED背光驅動電路設計”或”分區掃描式色序法”在電路控制上 的設計與實現均有深入的剖析與實作成果，相關內容可提供有興趣從事此方面研究者參 考並進一步深入探討。
未來研究方向
雖然實驗已實現並有具體成果，但掃描式色序法背光仍有發光效率及色溫變異的問 題須待解決，未來將朝這方面繼續進一步研究改善方法。
(1) 背光發光效率的改善除了LED 本身發光效能，另外可從外部光機構設計及驅動 方法的改良來提升背光源的發光效率。
(2) 原本實驗中LED Light Bar的電路設計是採用2顆LED驅動IC，同時輸出相同的電 流來驅動RGB LED。其優點是可節省一顆驅動IC，但缺點是無法分別對RGB LED的發 光亮度做獨立控制。由於一顆MBI5028可驅動16個Channel，而我們所設計的Light Bar 每區各有R,G,B 3個Channel，則10區共有30 channel。且R、G、B LED所需的驅動電流特 性各異，所以需3顆MBI5028 LED驅動IC才可各別獨立控制R、G、B 3原色的亮度。因
此未來將改成以3顆LED驅動IC的方式來對RGB LED進行獨立電流控制，以達到各別控 制RGB LED亮度的目的。
(3) LED發光色溫會隨著LED溫度改變而造成LED發光波長偏移，因此為了確保背光 源色溫維持不變，未來可以在RGB LED色溫的感測與回授控制做進一步的功能延伸，並 可搭配控制電路板所預留的RS-232傳輸介面將RGB三色光強度傳送到PC以做為色溫控 制校正。
參考文獻
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[4-1] Chain-Fu Chao, Wayne Cheng, "A Backlight Scaling Algorithm for Minimizing Power Consumption of Minimization Field Sequential Displays"
附 錄A
附錄1.1 Backlight 控制系統電路圖
附圖1. STK6011 MCU控制系統電路圖-1
附圖2. STK6011 MCU控制系統電路圖-2
附圖3. 輸入/輸出電源電路圖
1.2 Backlight控制系統電路 Layout圖 下圖為Backlight 控制系統電路Layout完成圖：
附圖4. MCU系統控制電路Layout圖
1.3 Light Bar電路Layout圖
以下附圖5與附圖6所示分別為實際Layout完成的左、右2側之Light Bar電路圖。
附圖5. 左側Light Bar Layout圖
附圖6. 右側Light Bar Layout圖
附錄B
Scanning Field Sequential Color Backlight System 控制程式原始碼
// ============================================================ //
// 國立交通大學 – 光電所 //
// Scanning FSC Light Bar Control System Driving Program => MBI5028SCAN.C //
// Control Port : CLK=P3.0, LE=P3.5, OE=P3.6 //
// DATAI/OPort : Port1.0 ~ Port1.7 //
// VDD=5V (5V recommand); VLED=10V ~ 17V //
// Design & Coding by 蘇志揚 / Jeff Su 2007/03/15 //
// ============================================================ //
#include <AT89X51.H>
#include "SETDATA.H"
// ======== For serial interface ====
sbit CLK=0xb0;
sbit LE=0xb5;
sbit OE=0xb6;
// ===================================
void Write_data(char data1, char data2);
void Write_cfg_code(char cfg_code);
void CAdj_MODE();
void Normal_MODE();
void RGBW_DISP();
void RGB_SLOW();
void RGB_FAST();
void FSC_SCAN();
void FSC_SCAN2();
void FSC_SCAN_60HZ();
void FAST_SCAN();
void delay(int count);
void delay1(int count);
void delay1a(int count);
void delay2(int count);
int SCANP33();
void main(void) {
int a,b,tmpdat,adat,rdat,cfg_code,HC,pcode,dtime;
char keyscan(void);
char keystatus;
unsigned char key=0;
while(1)
else if (key==0x04) FSC_SCAN_60HZ();
else if (key==0x80) FSC_SCAN2();
else if (key==0x10) FAST_SCAN();
} }
// ==================================================
void RGBW_DISP() {
// T. For R.G.B Display Write_data(0x92,0x49);
Write_data(0x92,0x49);
SCANP33();
Write_data(0x24,0x92);
Write_data(0x24,0x92);
SCANP33();
Write_data(0x49,0x24);
Write_data(0x49,0x24);
SCANP33();
Write_data(0xFF,0xFF);
Write_data(0xFF,0xFF);
SCANP33();
/*
// ============== For Partial Display - Field4 =====================
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x02,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x04,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x08,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x0E,0x00);
SCANP33();
*/
// ============== For Partial Display - Field5 =====================
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x10,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x20,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x40,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x70,0x00);
SCANP33();
// ============== For Partial Display - Field6 =====================
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x80,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x02);
Write_data(0x00,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x04);
Write_data(0x00,0x00);
SCANP33();
Write_data(0x00,0x07);
Write_data(0x80,0x00);
SCANP33();
void RGB_SLOW()
Write_data(0x23,0x11);
delay(dtime);
Write_data(0xc4,0x62);
delay(dtime);
Write_data(0x18,0x8c);
delay(dtime);
} }
void RGB_FAST() {
Write_data(0xc4,0x62);
delay(dtime);
Write_data(0x18,0x8c);
delay(dtime);
} }
// ================================================================
void FSC_SCAN_60HZ() // FSC Scanning {
int a,dtime;
dtime=4;
// 1A ~ 5A Red LED waiting time for LCD ready.
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x02);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x12);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x00,0x92);
delay1a(dtime);
Write_data(0x04,0x92);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x24,0x92);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x02);
Write_data(0x24,0x90);
delay1a(dtime);
// --- Write_data(0x00,0x12);
Write_data(0x24,0x80);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x92);
Write_data(0x24,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x04,0x92);
Write_data(0x20,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x24,0x92);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x24,0x90);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x24,0x80);
Write_data(0x00,0x01);
delay1a(dtime);
Write_data(0x24,0x00);
Write_data(0x00,0x09);
delay1a(dtime);
Write_data(0x20,0x00);
Write_data(0x00,0x49);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x02,0x49);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x12,0x49);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x92,0x48);
delay1a(dtime);
// --- Write_data(0x00,0x08);
Write_data(0x92,0x40);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x48);
Write_data(0x92,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x02,0x48);
Write_data(0x90,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x12,0x48);
Write_data(0x80,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x12,0x48);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x12,0x40);
Write_data(0x00,0x04);
delay1a(dtime);
Write_data(0x12,0x00);
Write_data(0x00,0x24);
delay1a(dtime);
Write_data(0x10,0x00);
Write_data(0x01,0x24);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x09,0x24);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x00);
Write_data(0x49,0x24);
delay1a(dtime);
Write_data(0x00,0x04);
Write_data(0x49,0x20);
delay1a(dtime);
// --- Write_data(0x00,0x24);
Write_data(0x49,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x01,0x24);
Write_data(0x48,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x09,0x24);
Write_data(0x40,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x49,0x24);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x49,0x20);
Write_data(0x00,0x00);
delay1a(dtime);
Write_data(0x49,0x00);
Write_data(0x00,0x02);
delay1a(dtime);
Write_data(0x48,0x00);
Write_data(0x00,0x12);
delay1a(dtime);
Write_data(0x40,0x00);
Write_data(0x00,0x92);
delay1a(dtime);
} }
// =================================================
////////// MBI5028 Command Subroutine //////////
void Write_cfg_code(char cfg_code) {
LE=1;
void Write_data(char data1, char data2) {
void CAdj_MODE() {
LE=0;
OE=1;
CLK=0;
CLK=1;
LE=0;
void Normal_MODE() {
OE=1;
char keyscan(void) {
char keystatus;
P3=0xff;
keystatus=~P3;
return(keystatus);
}
int SCANP33() {
while(P3_3==0);
delay2(10);
while(P3_3==1);
return 1;
}
void delay(int count) {
int j,k;
for(j=0;j<count;j++) {
for(k=0;k<160;k++);
} }
void delay1a(int count) {
int j,k;
for(j=0;j<count;j++) {
for(k=0;k<20;k++);
} }
void delay1(int count) {
int j,k;
for(j=0;j<count;j++) {
for(k=0;k<1;k++);
} }
void delay2(int count) {
int j,k;
for(j=0;j<count;j++) {
for(k=0;k<12000;k++);
} }
簡 歷
姓名：蘇志揚
籍貫：臺灣省高雄縣 出生年月：1975年
學歷：
省立臺南高工-電子科 國立雲林工專-光電工程科 崑山技術學院-電子工程系
國立交通大學-電機學院-電子與光電學程碩士班
經歷：
明碁電通-應用工程師 東訊公司-研發工程師 緯創資通-高級工程師 凌陽科技-正工程師 旭曜科技-資深工程師
研討會論文：
Ming-Chin Chien, Cho-Chih Chen, Chih-Yang Su, Yen-Hsing Lu, Chung-Hao Tien, Hao-Chung Kuo, "LED LIGHT LIT FOR FIELD-SEQUENTIAL-COLOR BACKLIGHT SYSTEM", ASIA DISPLAY 2007 INTERNATIONAL CONFERENCE & EXHIBITION, AD50182.
專利發明：
機台測試卡關方法, 中華民國發明專利證書, I226566
機台測試卡關方法, 中華人民共和國發明專利證書, CN03124391.6
專業證照：
工業電子技術士, 丙級, 行政院勞委會, 證書編號：224139 電腦軟體應用技術士, 丙級, 行政院勞委會, 證書編號：206793 電腦硬體裝修技術士, 丙級, 行政院勞委會, 證書編號：069402 電腦軟體設計技術士, 丙級, 行政院勞委會, 證書編號：024976 全民英語檢定合格, 教育部語言訓練測驗中心, 證書編號：E060554