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

　　解釋

　　漢語指“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)由高壓的交流電來驅(qū)動，這部份由反用換流器回路來提供。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)由三個各別的LED所產(chǎn)生出來，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光源，而等離子電視屬于主動發(fā)光顯示設(shè)備。目前市場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)動燈管，亮度降低到初始亮度的50%的工作時(shí)間長度為燈管壽命。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，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。通過使用不同的半導(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)而使液晶電視對比度高達(dá)10000:1。同時(shí)，LED背光光源的另還具有10萬小時(shí)的壽命。 目前制約LED背光發(fā)展的問題主要是成本，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增加磷來提升綠色的純度，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)品采用了四波長背光的技術(shù)（以前在65英寸的產(chǎn)品中也曾采用過）。夏普的四波長背光的原理是通過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“阻斷”和“打開”背光燈發(fā)出的光線來達(dá)到還原畫面的?？梢园l(fā)現(xiàn)，只要液晶顯示器接通電源，背光燈就在工作，即使顯示的畫面是一幅全黑的圖片，背光燈也是在工作的，也就是說，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”，則背光毫無遮攔的進(jìn)入人眼，此時(shí)屏幕一片全白。顯示圖像時(shí)，通過對顯示信號的AD轉(zhuǎn)換，計(jì)算出各像素的通斷狀態(tài)后，直接把信號驅(qū)動具體像素，控制該液晶像素對光線的“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5萬小時(shí)以上。也就是說，如果你平均每天使用液晶電視5小時(shí)，那5萬小時(shí)的壽命等于你可以使用該液晶電視27年。

　　背光調(diào)節(jié)

　　自動背光調(diào)節(jié)是指車載顯示設(shè)備能自動感應(yīng)汽車所處不同環(huán)境的光線強(qiáng)度，從而自動調(diào)節(jié)屏幕的亮度和對比度，以適合人眼觀看的功能。也就是說在光線較暗的環(huán)境會調(diào)低亮度和對比度，在光線較強(qiáng)的環(huán)境會調(diào)高亮度和對比度。對于汽車而言，在行駛過程中周圍環(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)，過亮的屏幕會使人感覺很刺眼，而在外界光線較亮，又會看不清楚顯示畫面，而自動背光調(diào)節(jié)正好就能解決這些問題，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。

　　一個不具有超強(qiáng)動態(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，然而一個主要目標(biāo)后面的非常亮的背景或一個點(diǎn)光源是不可避免的，攝像機(jī)將取得所有近來光線的平均值并決定曝光的等級，這并不是一個好的方法，因?yàn)楫?dāng)快門速度增加的時(shí)候，光圈會被關(guān)閉導(dǎo)致主要目標(biāo)變得太黑而不被看見。為了克服這個問題，一種稱為背光補(bǔ)償?shù)姆椒ㄍㄟ^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個區(qū)域（兩個區(qū)域是重復(fù)的），每個區(qū)域都可以獨(dú)立加權(quán)計(jì)算曝光等級，例如中間部分就可以加到其余區(qū)塊的9倍，因此一個在畫面中間位置的目標(biāo)可以被看得非常清晰，因?yàn)槠毓庵饕菂⒄罩虚g區(qū)域的光線等級進(jìn)行計(jì)算。然而有一個非常大的缺陷，如果主要目標(biāo)從中閑移動到畫面的上下左右位置，目標(biāo)會變得非常黑，因?yàn)楝F(xiàn)在它不被區(qū)別開來已經(jīng)不被加權(quán)。

　　問：什么叫無色滾動？

　　答：數(shù)字訊號處理器視頻攝像機(jī)使用在熒光燈下時(shí)，只能產(chǎn)生嚴(yán)重色滾動的影像。影像會從白色轉(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。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。對當(dāng)前影像通過8次循環(huán)周期才能清楚地產(chǎn)生色滾動。

　　背光檢測

　　LCD&BLU背光模組自動光學(xué)特性測量，主要進(jìn)行

　　平面顯示器亮度和色彩均勻性、視角關(guān)系等的測量。其目的是為LCD、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)性能測量數(shù)據(jù)。測試原理要求要符合VESAFPDM2.0,TCO99/03/05/06,ISO9241,SJ/T-11348，SJ/T11281等國內(nèi)外測量規(guī)范。

　　組成要求

　　· FPD專業(yè)測量軟件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&自動系統(tǒng)控制，可以通過遙控手柄和圖像窗口進(jìn)行初始定位

　　·測試對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)陣的測試、平面測試、視角測試

　　·搭配信號發(fā)生器相連，自動提供各種信號

　　· Excel數(shù)據(jù)報(bào)表定制輸出

　　·測試點(diǎn)自動跟蹤算法