背光

　　在電子工業(yè)中，背光是一種照明的形式，常被用于LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在于背光是從側(cè)邊或是背后照射，而前光顧名思義則從前方照射。他們被用來(lái)增加在低光源環(huán)境中的照明度和電腦顯示器、液晶熒幕上的亮度，以和CRT顯示類似的方式產(chǎn)生出光。

　　中文名背光 外文名 Backlit 拼    音 bèi guāng 注    音 ㄅㄟˋ ㄍㄨㄤ

　　目錄

　　1 解釋

　　2 背光顯示

　　3 液晶背光

　　4 背光壽命

　　5 背光調(diào)節(jié)

　　6 背光補(bǔ)償

　　7 背光檢測(cè)

　　解釋

　　漢語(yǔ)指“光直接照射不到”或者“躲避光線的直接照射”。

　　在電子工業(yè)中，背光是一種照明的形式，常被用于LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在于背光是從側(cè)邊或是背后照射，而前光顧名思義則從前方照射。他們被用來(lái)增加在低光源環(huán)境中的照明度和電腦顯示器、液晶熒幕上的亮度，以和CRT顯示類似的方式產(chǎn)生出光。

　　其光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發(fā)光二極管(LED)、冷陰極管(CCFL)等。電光面板提供整個(gè)表面均勻的光，而其他的背光模組則使用散光器從不均勻的光源中來(lái)提供均勻的光線。

　　背光可以是任何一種顏色，單色液晶通常有黃、綠、藍(lán)、白等背光。而彩色顯示采用白色白光，因其涵蓋最多色光。

　　LED背光被用在小巧、廉價(jià)的LCD面板上。它的光通常是有顏色的，雖然白色背光已經(jīng)愈來(lái)愈普遍了。電光面板經(jīng)常被使用在大型顯示上，這時(shí)均勻的背光是很重要的。電光面板需要經(jīng)由高壓的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)，這部份由反用換流器回路來(lái)提供。冷陰極管被用在像是電腦顯示器上，顏色上通常是白色的，這同樣也需要反用換流器和散光器。白熾背光則在需要高亮度時(shí)被使用，但是其缺點(diǎn)則是白熾燈泡的壽命相當(dāng)有限，而且會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量。

　　LED背光可增進(jìn)LCD顯示的色彩表現(xiàn)。LED光是經(jīng)由三個(gè)各別的LED所產(chǎn)生出來(lái)，提供相當(dāng)吻合LCD像點(diǎn)濾色器自身的色光譜。

　　背光顯示

　　背光顯示是指當(dāng)使用者使用電子設(shè)備時(shí)，機(jī)身上的顯示屏能否發(fā)出背光，以便更清晰地顯示內(nèi)容。大部分的電子設(shè)備只要有顯示屏，就有背光顯示，只要有字幕顯示，背光就算正常。背光顯示技術(shù)目前已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在LED照明領(lǐng)域提供均勻的光源，這是背光技術(shù)在照明領(lǐng)域的新應(yīng)用[1]  。

　　液晶背光

　　液晶不同于等離子的最大區(qū)別就是液晶必須依靠被動(dòng)光源，而等離子電視屬于主動(dòng)發(fā)光顯示設(shè)備。目前市場(chǎng)上主流的液晶背光技術(shù)包括LED(發(fā)光二極管)和CCFL(冷陰極熒光燈)兩類。

　　CCFL(冷陰極熒光燈)背光源是目前液晶電視的最主要背光產(chǎn)品。 冷陰極熒光燈，即CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)，或稱為CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube)。它的工作原理是當(dāng)高電壓加在燈管兩端后，燈管內(nèi)少數(shù)電子高速撞擊電極后產(chǎn)生二次電子發(fā)射，開(kāi)始放電，管內(nèi)的水銀或者惰性氣體受電子撞擊后，激發(fā)輻射出253.7nm的紫外光，產(chǎn)生的紫外光激發(fā)涂在管內(nèi)壁上的熒光粉而產(chǎn)生可見(jiàn)光。CCFL燈管壽命一般定義為：在25℃的環(huán)境溫度下，以額定的電流驅(qū)動(dòng)燈管，亮度降低到初始亮度的50%的工作時(shí)間長(zhǎng)度為燈管壽命。目前液晶電視背光的標(biāo)稱壽命可達(dá)到60000小時(shí)。CCFL(冷陰極熒光燈)背光源的特點(diǎn)是成本低廉，但是色彩表現(xiàn)不及LED背光。

　　LED背光采用發(fā)光二極管作為背光光源，是未來(lái)最有希望替代傳統(tǒng)冷陰極熒光管的技術(shù)。發(fā)光二極管由數(shù)層很薄的攙雜半導(dǎo)體材料制成，一層帶有過(guò)量的電子，另一層則缺乏電子而形成帶正電的空穴，工作時(shí)電流通過(guò)，電子和空穴相互結(jié)合，多余的能量則以光輻射的形式被釋放出來(lái)。通過(guò)使用不同的半導(dǎo)體材料可以獲得不同發(fā)光特性的發(fā)光二極管。目前已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用的發(fā)光二極管可以提供紅、綠、藍(lán)、青、橙、琥珀、白等顏色。手機(jī)上使用的主要是白色LED背光，而在液晶電視上使用的LED背光光源可以是白色，也可以是紅、綠、藍(lán)三基色，在高端產(chǎn)品中也可以應(yīng)用多色LED背光來(lái)進(jìn)一步提高色彩表現(xiàn)力，如六原色LED背光光源。采用LED背光的優(yōu)勢(shì)在于厚度更薄，大約為5厘米，色域也非常寬廣，能夠達(dá)到NTSC色域的105%，黑色的光通量更是可以降低到0.05流明，進(jìn)而使液晶電視對(duì)比度高達(dá)10000:1。同時(shí)，LED背光光源的另還具有10萬(wàn)小時(shí)的壽命。 目前制約LED背光發(fā)展的問(wèn)題主要是成本，由于價(jià)格比冷熒光燈管光源高出許多，LED背光光源只能在國(guó)外的高端液晶電視中出現(xiàn)。

　　介于LED背光光源的高成本一部廠商推出了改進(jìn)的CCFL(冷陰極熒光燈)背光源液晶電視產(chǎn)品，具有代表性的是索尼和夏普。索尼廣色域冷陰極背光燈管（WCG CCFL）在普通的冷陰極背光燈管銀光份中通過(guò)增加磷來(lái)提升綠色的純度，讓色域更廣，最為突出的就是電視的綠色度相當(dāng)耀眼。不過(guò)缺點(diǎn)是高昂的成本投入并不是普通家庭可以接受的。目前三星部分產(chǎn)品也具有這種技術(shù)。而夏普選擇了低成本的思路。夏普第八代面板產(chǎn)品采用了四波長(zhǎng)背光的技術(shù)（以前在65英寸的產(chǎn)品中也曾采用過(guò)）。夏普的四波長(zhǎng)背光的原理是通過(guò)在燈管之間加入紅色的LED發(fā)光二極管，從而提升紅色的表現(xiàn)力。而紅色LED發(fā)光二極管的成本很低，這招要比索尼巧妙一些。這也使得在全黑狀態(tài)下，可明顯看出夏普的面板會(huì)偏紅！

　　背光壽命

　　液晶電視的液晶本身不發(fā)光，它屬于背光型顯示器件。在液晶屏的背后有背光燈，液晶電視是靠屏幕上均勻排列的細(xì)小的液晶顆粒通過(guò)“阻斷”和“打開(kāi)”背光燈發(fā)出的光線來(lái)達(dá)到還原畫(huà)面的?？梢园l(fā)現(xiàn)，只要液晶顯示器接通電源，背光燈就在工作，即使顯示的畫(huà)面是一幅全黑的圖片，背光燈也是在工作的，也就是說(shuō)，液晶電視的背光燈是永遠(yuǎn)在發(fā)光的。通電后，背光燈點(diǎn)亮，如果屏幕上的液晶像素全部“打開(kāi)”，則背光毫無(wú)遮攔的進(jìn)入人眼，此時(shí)屏幕一片全白。顯示圖像時(shí)，通過(guò)對(duì)顯示信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換，計(jì)算出各像素的通斷狀態(tài)后，直接把信號(hào)驅(qū)動(dòng)具體像素，控制該液晶像素對(duì)光線的“通斷”，就可以在屏幕上生成圖像，此時(shí)，屏幕上的圖像就象是廣告燈箱那樣，燈箱里的燈管發(fā)出的光透過(guò)有圖案的薄膜進(jìn)入人眼。

　　由于液晶的透光率極低，要使液晶電視的亮度達(dá)到完美顯示畫(huà)面。背光燈的亮度是要非常高的，所以背光燈的壽命就是液晶電視的壽命，一般液晶電視的背光壽命基本在5萬(wàn)小時(shí)以上。也就是說(shuō)，如果你平均每天使用液晶電視5小時(shí)，那5萬(wàn)小時(shí)的壽命等于你可以使用該液晶電視27年。

　　背光調(diào)節(jié)

　　自動(dòng)背光調(diào)節(jié)是指車載顯示設(shè)備能自動(dòng)感應(yīng)汽車所處不同環(huán)境的光線強(qiáng)度，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕的亮度和對(duì)比度，以適合人眼觀看的功能。也就是說(shuō)在光線較暗的環(huán)境會(huì)調(diào)低亮度和對(duì)比度，在光線較強(qiáng)的環(huán)境會(huì)調(diào)高亮度和對(duì)比度。對(duì)于汽車而言，在行駛過(guò)程中周圍環(huán)境的發(fā)光強(qiáng)度是在時(shí)刻變化著的，在外界光線較暗時(shí)，過(guò)亮的屏幕會(huì)使人感覺(jué)很刺眼，而在外界光線較亮，又會(huì)看不清楚顯示畫(huà)面，而自動(dòng)背光調(diào)節(jié)正好就能解決這些問(wèn)題，可以提高人眼觀看的舒適度，還能起到保護(hù)視力的作用。

　　背光補(bǔ)償

　　背光補(bǔ)償能提供在非常強(qiáng)的背景光線前面目標(biāo)的理想的曝光，無(wú)論主要的目標(biāo)移到中間、上下左右或者熒幕的任一位置。

　　一個(gè)不具有超強(qiáng)動(dòng)態(tài)特色的普通攝像機(jī)只有如1/60秒的快門速度和F2.0的光圈的選擇，然而一個(gè)主要目標(biāo)后面的非常亮的背景或一個(gè)點(diǎn)光源是不可避免的，攝像機(jī)將取得所有近來(lái)光線的平均值并決定曝光的等級(jí)，這并不是一個(gè)好的方法，因?yàn)楫?dāng)快門速度增加的時(shí)候，光圈會(huì)被關(guān)閉導(dǎo)致主要目標(biāo)變得太黑而不被看見(jiàn)。為了克服這個(gè)問(wèn)題，一種稱為背光補(bǔ)償?shù)姆椒ㄍㄟ^(guò)加權(quán)的區(qū)域理論被廣泛使用在多數(shù)攝像機(jī)上。影像首先被分割成7塊或6個(gè)區(qū)域（兩個(gè)區(qū)域是重復(fù)的），每個(gè)區(qū)域都可以獨(dú)立加權(quán)計(jì)算曝光等級(jí)，例如中間部分就可以加到其余區(qū)塊的9倍，因此一個(gè)在畫(huà)面中間位置的目標(biāo)可以被看得非常清晰，因?yàn)槠毓庵饕菂⒄罩虚g區(qū)域的光線等級(jí)進(jìn)行計(jì)算。然而有一個(gè)非常大的缺陷，如果主要目標(biāo)從中閑移動(dòng)到畫(huà)面的上下左右位置，目標(biāo)會(huì)變得非常黑，因?yàn)楝F(xiàn)在它不被區(qū)別開(kāi)來(lái)已經(jīng)不被加權(quán)。

　　問(wèn)：什么叫無(wú)色滾動(dòng)？

　　答：數(shù)字訊號(hào)處理器視頻攝像機(jī)使用在熒光燈下時(shí)，只能產(chǎn)生嚴(yán)重色滾動(dòng)的影像。影像會(huì)從白色轉(zhuǎn)變成藍(lán)色、粉紅色再回到白色，如此循環(huán)。這是因?yàn)榻涣麟娫催\(yùn)行在50/60赫茲所引起的問(wèn)題。白熱燈泡能提供穩(wěn)定的光線，而日光燈的光線由于交流電的強(qiáng)度和色彩以8.3ms的速度在變換而波動(dòng)。傳統(tǒng)攝像機(jī)計(jì)算出白平衡需要 100~150ms（0.1~0.15） ，比交流電慢了8.5ms，因此永遠(yuǎn)不能趕上。對(duì)當(dāng)前影像通過(guò)8次循環(huán)周期才能清楚地產(chǎn)生色滾動(dòng)。

　　背光檢測(cè)

　　LCD&BLU背光模組自動(dòng)光學(xué)特性測(cè)量，主要進(jìn)行

　　平面顯示器亮度和色彩均勻性、視角關(guān)系等的測(cè)量。其目的是為L(zhǎng)CD、PDP、OLED和LED顯示屏，以及LED、CCFL背光的研發(fā)，提供準(zhǔn)確的光學(xué)性能測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)試原理要求要符合VESAFPDM2.0,TCO99/03/05/06,ISO9241,SJ/T-11348，SJ/T11281等國(guó)內(nèi)外測(cè)量規(guī)范。

　　組成要求

　　· FPD專業(yè)測(cè)量軟件Linkcolor

　　·各種定量分析工具，CIE色度分析

　　·支持各種規(guī)格顯示器的不同取樣面積的性能分析

　　·手動(dòng)&自動(dòng)系統(tǒng)控制，可以通過(guò)遙控手柄和圖像窗口進(jìn)行初始定位

　　·測(cè)試對(duì)象不需要固定直角邊界

　　·均勻度5點(diǎn) 、9點(diǎn)、13點(diǎn)、25 點(diǎn)，點(diǎn)陣的測(cè)試、平面測(cè)試、視角測(cè)試

　　·搭配信號(hào)發(fā)生器相連，自動(dòng)提供各種信號(hào)

　　· Excel數(shù)據(jù)報(bào)表定制輸出

　　·測(cè)試點(diǎn)自動(dòng)跟蹤算法