バックライト – 日本語百科事典辞書

Backlight

は、液晶ディスプレイのバックライトについてです。自動車のリアウィンドウについては、自動車ガラスを参照してください
。照明デザインの実践については、バックライト（照明デザイン）を参照してください
。その他の使用法については、バックライトを参照してくださいバックライトは、で使用される照明の形態である液晶表示装置（LCD）。LCDは、例えば、自身-は異なりによって光生成しないように、陰極線管（CRT）ディスプレイ、それらは照明（必要環境光の可視画像を生成するか、特殊光源）。バックライトは、LCDの前に配置されるフロントライトとは異なり、ディスプレイパネルの側面または背面からLCDを照らします。バックライトは、のような低光条件で可読性を高めるために小さなディスプレイに使用される腕時計、とにおいて使用されるスマートフォン、コンピュータディスプレイや液晶テレビCRTディスプレイと同様の方法で光を生成します。LCDの初期のバックライト方式のレビューは、Peter J.WildによるレポートEngineeringand TechnologyHistoryに記載されています。
エレクトロルミネセントバックライトがオン（上）とオフ（下）の両方に
切り替えられた
液晶ディスプレイのビュー
ポケット電卓などのシンプルなタイプのLCDは、内部光源なしで構築されているため、表示画像をユーザーに伝えるために外部光源が必要です。ただし、ほとんどのLCD画面は、内部光源を使用して構築されています。このような画面は、いくつかのレイヤーで構成されています。バックライトは通常、後ろから最初の層です。次に、ライトバルブは、何らかの方法でその通過をブロックすることにより、目に到達する光の量を変化させます。ほとんどの場合、固定偏光フィルターとスイッチングフィルターを使用して、不要な光を遮断します。

コンテンツ
1 光源の種類
2 使用法
2.1 CCFLバックライト 2.2 LEDバックライト
2.2.1 バックライト調光
3 ディフューザー
4 反射偏光子
5 消費電力
6 参考文献
7 外部リンク

光源の種類
光源は次のもので構成できます。
発光ダイオード（LED）
エレクトロルミネッセンスパネル（ELP）
冷陰極蛍光灯（CCFL）
熱陰極蛍光灯（HCFL）
外部電極蛍光灯（EEFL）
以前は、白熱電球
ELPは表面全体に均一な光を発しますが、他のバックライトは、不均一な光源からの均一な照明を提供するためにディフューザーを使用することがよく
バックライトにはさまざまな色がモノクロLCDには通常、黄色、緑、青、または白のバックライトがありますが、カラーディスプレイは、ほとんどの色スペクトルをカバーする白のバックライトを使用します。

使用法
カラーLEDバックライトは、小型で安価なLCDパネルで最も一般的に使用されています。白色LEDバックライトが主流になりつつELPバックライトは、大型ディスプレイやバックライトが重要な場合によく使用されます。また、色付きまたは白のいずれかにすることができます。ELPは、インバータ回路によって提供される比較的高い電圧のAC電源で駆動する必要がCCFLバックライトは、コンピューターモニターなどの大型ディスプレイで使用され、通常は白色です。これらはまた、インバーターとディフューザーの使用を必要とします。白熱バックライトは、高輝度を実現するために初期のLCDパネルで使用されていましたが、白熱電球によって生成される限られた寿命と過剰な熱は厳しい制限でした。白熱電球によって発生する熱は、通常、損傷を防ぐために電球をディスプレイから離して取り付ける必要が

CCFLバックライト

LCDTVのバックライトとしての18個の並列CCFL

エッジライトCCFLバックライト付きLCD
数年（約2010まで）のために、好適なバックライトは、このようなモニターやテレビのような大型LCDパネルをもとにしていたマトリクス型冷陰極蛍光ランプ（CCFL） LCDの反対側の縁部にある2つのCCFLを使用するか、ANによってLCDの背後にあるCCFLのアレイ（40インチLCD TV用の18個のCCFLを備えたアレイの写真を参照）。LED照明と比較して不利な点（より高い電圧と電力が必要、より厚いパネル設計、高速スイッチングがない、より速い経年劣化）のために、LEDバックライトはより一般的になりつつ

LEDバックライト
参照：
LEDバックライト付きLCD

LEDマトリックスバックライト付きLCD
カラースクリーンのLEDバックライトには、白色LEDバックライトとRGBLEDバックライトの2種類が白色LEDは、ノートブックやデスクトップ画面で最も頻繁に使用され、事実上すべてのモバイルLCD画面を構成します。白色LEDは通常、白色光を放出するための広いスペクトルの黄色リン光物質を備えた青色LEDです。ただし、スペクトル曲線は黄色でピークに達するため、LCDの赤と緑のカラーフィルターの透過ピークとの一致は不十分です。これにより、赤と緑の原色が黄色にシフトし、ディスプレイの色域が狭くなります。 RGB LEDは、赤、青、緑のLEDで構成されており、さまざまな色温度の白を生成するように制御できます。バックライト用のRGB LEDは、HPドリームLP2480zxモニタや選択などのハイエンドカラープルーフディスプレイに発見されたHP EliteBookの、ノートPCなどの任意のRGB LEDディスプレイを持っているDellのスタジオシリーズのノートPCとしてだけでなく、より多くの最近の消費者グレードが表示されます。
RGB LEDは、画面に広大な色域を提供できます。 3つの別々のLED（加法色）を使用する場合、バックライトはLCDピクセル自体のカラーフィルターと厳密に一致するカラースペクトルを生成できます。このようにして、フィルターの通過帯域を狭くして、各色成分がLCDを通過するスペクトルの非常に狭い帯域のみを通過させることができます。これにより、白を表示するときに遮られる光が少なくなるため、表示の効率が向上します。また、実際の赤、緑、青のポイントをさらに遠ざけることができるため、ディスプレイはより鮮やかな色を再現できます。
新しいさらにLEDバックライトLCDパネルの色域を改善するための方法は、いわゆる、ナノ結晶蛍光体の層を照射（GaN等）青色LEDに基づくものである量子ドット（QD）、に変換背面からのLCDの最適な照明のための狭帯域の緑と赤の色として、青色の波長から目的のより長い波長まで。製造元のNanosysは、ナノ結晶のサイズを制御することで、ドットの色出力を正確に調整できると主張しています。この方法を追求している他の企業は、Nanoco Group PLC（UK）、QD Vision、Nanosysのライセンシーである3M、スイスのAvantamaです。ソニーが適合している量子ドット米国企業からの技術をQDビジョン改良さで液晶テレビを導入するためのエッジ照明バックライトLED用語で市販Triluminos緑青色LEDで2013年にし、最適化ナノ結晶そしてその前に赤い色があり、結果として得られる組み合わされた白色光は、より高価な3つのRGBLEDのセットによって放出されるものと同等またはそれ以上の色域を可能にします。で、コンシューマー・エレクトロニクス・ショー2015、サムスン電子、LG電子、中国TCL社とソニーは、液晶テレビのQD-強化のLEDバックライトを示しました。
CCFLバックライトもこの点で改善されています。安価なTNディスプレイからカラープルーフS-IPSまたはS-PVAパネルまで、多くのLCDモデルには、NTSCカラー仕様の95％以上を表す広色域CCFLが
LEDバックライトにはいくつかの課題が特にLEDが古くなると、各LEDの経年変化の速度が異なるため、均一性を実現するのは困難です。また、赤、緑、青に3つの別々の光源を使用するということは、LEDがさまざまな速度で経年変化するにつれて、ディスプレイの白色点が移動する可能性があることを意味します。白色LEDもこの現象の影響を受け、数百ケルビンの変化が記録されます。白色LEDは、10°Cから80°Cでそれぞれ3141Kから3222Kまで変化する高温での青方偏移にも悩まされます。電力効率も課題となる可能性が第1世代の実装では、CCFLの実装よりも多くの電力を使用する可能性がありますが、LEDディスプレイの電力効率を高めることは可能です。 2010年、現世代のLEDディスプレイは、消費電力に大きなメリットをもたらす可能性がたとえば、24インチBenq G2420HDBコンシューマーディスプレイの非LEDバージョンは、同じディスプレイのLEDバージョン（G2420HDBL）の24Wと比較して、49Wの消費量が
RGBおよび白色LEDバックライトに関する前述の課題を克服するために、「高度なリモートリン光剤」 LEDテクノロジーが、特にコックピットディスプレイなどのハイエンドで長寿命のLCDアプリケーション向けにNDF Special LightProductsによって開発されました。航空交通管制ディスプレイと医療ディスプレイ。この技術は、青色ポンプLEDを、色変換のためにリン発光材料が印刷されたシートと組み合わせて使用します。原理は量子ドットに似ていますが、適用されるリン光物質は、より厳しい動作条件で長寿命を必要とするアプリケーション向けに、量子ドットナノ粒子よりもはるかに堅牢です。リン光シートはLEDから離れた場所に配置されているため、白色LEDのリン光物質よりも温度ストレスがはるかに少なくなります。その結果、ホワイトポイントは個々のLEDへの依存度が低くなり、寿命全体にわたって個々のLEDが劣化し、色の一貫性が向上し、ルーメンの減価が低くなり、バックライトがより均一になります。
ノートブックコンピュータでのLEDバックライトの使用は増加しています。ソニーは2005年から一部のハイエンドスリムVAIOノートブックにLEDバックライトを使用しており、富士通は2006年にLEDバックライト付きノートブックを発表しました。2007年、Asus、Dell、Appleは一部のノートブックモデルにLEDバックライトを導入しました。2008年の時点で、LenovoはLEDバックライト付きノートブックも発表しました。2008年10月、Appleはすべてのノートブックと新しい24インチApple Cinema DisplayにLEDバックライトを使用することを発表し、1年後に新しいLED iMacを発表しました。これは、Appleの新しいコンピュータ画面がすべてLEDになったことを意味します。2009年9月以降に導入された16：9ディスプレイを備えたほぼすべてのラップトップは、LEDバックライトパネルを使用しています。これは、ほとんどの国でLED TVという誤解を招く名前で販売されているほとんどのLCDテレビにも当てはまりますが、画像は依然としてLCDパネルによって生成されます。
LCD用のほとんどのLEDバックライトはエッジライトです。つまり、いくつかのLEDがライトガイド（ライトガイドプレート、LGP）のエッジに配置され、LCパネルの背後に光を分配します。この技術の利点は、非常に薄いフラットパネル構造と低コストです。より高価なバージョンはフルアレイまたはダイレクトLEDと呼ばれ、LCパネル（LEDのアレイ）の後ろに配置された多数のLEDで構成されているため、大きなパネルを均一に照らすことができます。この配置により、表示される画像に応じて、ローカル調光でより暗い黒のピクセルを取得できます。

バックライト調光
LEDバックライトは、ビデオ情報を使用して動的に制御されることがよくあります（動的バックライト制御または動的「ローカル調光」LEDバックライト。HDR、ハイダイナミックレンジテレビとしても販売され、フィリップスの研究者であるダグラススタントン、マルティヌスストルーマー、アドリアヌスデヴァンによって発明されました）。
PWM（パルス幅変調、LEDの強度を一定に保つ技術ですが、明るさの調整はこれらの一定の光強度の光源を点滅させる時間間隔を変えることによって達成されます）を使用して、バックライトは画面に表示される最も明るい色と同時に、LCDのコントラストを達成可能な最大レベルまで高めます
パルス幅変調の周波数が低すぎる場合、またはユーザーがちらつきに非常に敏感な場合、CRTディスプレイのちらつきと同様に、不快感や目の疲れを引き起こす可能性がこれは、ユーザーが画面の前で手や物を振るだけでテストできます。オブジェクトが移動するときにエッジがはっきりと定義されているように見える場合、バックライトはかなり低い周波数でオンとオフを切り替えています。オブジェクトがぼやけて見える場合は、ディスプレイに継続的に照らされているバックライトがあるか、脳が認識できるよりも高い周波数でバックライトを操作しています。ディスプレイを最大輝度に設定することで、ちらつきを軽減または解消できますが、消費電力が増加するため、画質やバッテリー寿命に悪影響を与える可能性が

ディフューザー
特別に設計された層-非ELPは、ディスプレイのために重要であり、さらに照明を生成するためにバックライト用、光は、第1の光導波路（導光板LGP）を通過させ、プラスチック拡散不均一に離間したバンプのシリーズを介して光を。バンプの密度は、拡散方程式に従って、光源から離れるにつれてさらに増加します。次に、拡散された光はディフューザーのいずれかの側に移動します。前面は実際のLCDパネルに面しており、背面には反射板があり、それ以外の場合は無駄な光をLCDパネルに向けて戻します。リフレクターは、アルミホイルまたは単純な白く着色された表面でできている場合が

反射偏光子
LCDバックライトシステムは、プリズム構造などの光学フィルムを適用して光を目的の視聴者方向に導き、反射偏光フィルムを適用して、以前はLCDの最初の偏光子によって吸収された偏光を再利用します（Philipsの研究者によって発明されました）。 Adrianus deVaanおよびPaulusSchaareman）は、一般に3Mによって製造および供給されるいわゆるDBEFフィルムを使用して達成されました。これらの偏光子は、光の以前の吸収された偏光モードを反射する一軸配向複屈折フィルムの大きなスタックで構成されています。一軸配向重合液晶（複屈折ポリマーまたは複屈折接着剤）を使用するこのような反射偏光子は、フィリップスの研究者であるDirk Broer、Adrianus de Vaan、JoergBrambringによって1989年に発明されました。このような反射偏光子とLED動的バックライト制御の組み合わせにより、今日のLCDテレビはCRTベースのセットよりもはるかに効率的になり、世界の省エネは600 TWh（2017）になります。世界中のすべての家庭の電力消費量、または世界のすべてのソーラーセルのエネルギー生産量の2倍に相当します。

消費電力
エネルギー規格の進化と電力消費に関する国民の期待の高まりにより、バックライトシステムが電力を管理する必要が生じています。他の家電製品（冷蔵庫や電球など）については、テレビにエネルギー消費のカテゴリーが適用されます。テレビの電力定格の基準は、たとえば、米国、EU、オーストラリア、および中国で導入されています。さらに、2008年の調査は、ヨーロッパ諸国の中で、消費電力がテレビを選択する際の消費者にとって最も重要な基準の1つであり、画面サイズと同じくらい重要であることを示しました。

参考文献
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外部リンク
バックライトを調べて
3MによるLCDおよびバックライト技術のアニメーションチュートリアル”