1. 背景介绍

液晶背光模块

液晶，顾名思义就是因为它兼具液体和晶体的某些 特性。自从发现它具有透光率随电压改变的特性以来，液晶这个词，留给人们的第一印象就是——液 晶是一种显示器件。我们知道，液晶本身并不发光，那为什么液晶显示器却能够显示出高亮度高对比度 的画面呢？

其实，和马路边林立的灯箱一样，液晶显示器需要 强大的背光系统。由于液晶显示器件本身具有纯平面、显示精细等特性，所以它需要一个亮度高且均 匀的背光源。目前各个领域常用的背光源主要有：
发光二极管（LED）、卤钨灯、电致发光器件（ELD）、冷阴极荧光灯" title="冷阴极荧光灯">冷阴极荧光灯、阴极发射灯（CLL）和金属卤化物灯等。虽然其中作为面光源的EL 显示器件完全符合亮度高且均匀的条件，但 目前由于其成本高且尺寸小而并不适合在液晶显示器上使用。因此相对来说工艺成熟、亮度 高、成本低、性能好的冷阴极荧光灯就成为目前彩色薄膜液晶显示器（TFT-LCD）上使用 最广泛的背光源。

冷阴极荧光灯，英文名Cold Cathode Fluorescent Lamps，简称CCFL。它其实就是霓虹灯，不过管径更小而已——当然，管径小于6mm 的“霓虹灯”跟普通霓虹灯的工艺已经完全不同。霓虹灯是一种线光源，那如何把它“转化”成液晶显示器所需要的背光源呢？这就涉及到一个复杂而考究的光线处理机构，如图中导光板是呈锲形的平板，它负责把线光源雾化成均匀的面光源。

可见，背光模块" title="背光模块">背光模块的作用无非就是把线光源发出的光通过漫反射使之成为面光源。但这个背光源大有学问，在搭配不同数量的灯管时其表面的纹理会有不同的变化，背光板的设计涵盖了光学设计、精密模具以及蚀刻、印刷等精密科技。

背光模块里的反射板用于将没有直接散射出去的杂乱光线再次引入导光板以提高光源的利用率；它上面的扩散膜同样具备把光线形成漫反射并均匀扩散的能力；而作为背光模块另一重要组件的棱镜片（垂直和水平相间隔）则负责把光线聚拢，使其垂直进入液晶模块以提高辉度，所以又称增亮膜。经过上述处理，冷阴极荧光灯组成的线光源就可以形成亮度均匀并垂直射出的面光源。

背光模块是液晶显示器(LCD)光源的提供者，LCD 本身并不发光，背光模块光源的表现便决定了显示器表现在外的视觉感，要提高亮度和对比度，则需要依赖增加背光模块的亮度。另外，为了避免出现液晶显示器的出现显示画面颜色不均匀分布，也需要从背光模块着手，对背光系统亮度的均匀性/一致性进行测试是生产环节不可或缺的重要测试内容。

另一方面，作为背光模块重要的电路驱动部件的变换器(Inverter)，是驱动灯管点灯的高压脉冲(pulse)提供者，它将由电源供应器(Power Supply)的直流电压讯号转换成高频的高压脉冲，使灯管能持续点灯，一般变换器频率在75KHZ 以下的室温时，与发光强度维持正比关系，在一般商品化的规格中皆有指定其频率。测试变换器的转换效率也是非常重要的。

随着液晶显示器制造技术的提升，大尺寸及低价格的趋势下，背光模块在考虑轻量化、薄型化、低消费电力、高亮度及降低成本的市场要求，为保持在未来市场的竞争力，开发、设计新型的背光模块及导光板成型的新制作技术，是今后努力的方向及重要课题。

综上所述，背光模块是液晶显示器的一个非常重要组成部分。

2. 安捷伦" title="安捷伦">安捷伦测试方案

安捷伦液晶背光板测试系统" title="测试系统">测试系统（LCD Backlight Panel Test System）最初的测试功能是基于韩国三星（Samsung）向安捷伦提出一些要求：希望通过安捷伦的电源序列测试功能帮助他们更好的了解其背光模块转换器的工作特性。

通过对作为液晶显示器行业领导者的三星的测试需求的理解，以及进一步的合作，我们发现事实上安捷伦N6700/N5700 系列电源和34980A多功能开关是非常适合这一应用的低成本/高集成度的解决方案，也正是因为这一点，台湾AEO 开发了液晶亮度测试系统（LCDLuminance Test System），希望以此抓住进入这个广阔市场的契机。

考虑到台湾AEO 已取得经验以及大陆市场的扩大，我们利用安捷伦开放实验室的硬件资源，邀请台湾AEO 的工程师Brian Chi（祁子年）到上海帮助我们共同搭建了一套演示系统。系统名称为液晶背光模块测试系统（LCD Backlight Panel Test System）。LLTS 系统的主要对象是背光模块及转换器的测试的测试，在原有的台湾AEO 系统的基础上经过了优化和完善，在保证并增加了测试功能的前提下，进一步降低了成本。

3. 系统功能

安捷伦液晶背光模块测试系统（LCD Backlight Inverter Test System）主要定位在液晶背光模块、背光源及背光转换器生产制造厂家验证其产品性能的自动测试解决方案。

系统通过改变驱动背光模块的直流电压，控制并监测背光模块亮度/RGB 等特性的变化。根据测试结果以及进一步优化调整，可以大大提高液晶背光模块的使用寿命以及质量。

系统采用安捷伦LXI平台，通过LAN口控制测试34980A和N5700A系列电源及RGB/Lux传感器，获得高速准确的测试数据。

目前开发的测试平台提供如下参数的测量:

• 背光模块开启阈值电压验证：电压变化范围+/- 20%. (相对于背光转换器的需求), 主要为测试点亮背光模块工作电压范围。
• 背光模块亮度随直流电压测试序列变化关系：随时间变化电压测试序列及不同的控制信号-工作功率和控制信号之间的时延可以被设置成从0到300ms，当触发信号递交。延迟时间可以以1ms/step的速率调节。
• 亮度/亮度一致性分析：标准每个背光模块测试采用5点测量, 系统最大" title="最大">最大支持到16点测量，因此可以同时测量多个背光模块。亮度一致性是验证分散在背光模块各个位置的亮度传感器之间的亮度差异大小。
• RGB 色彩一致性/白平衡测试：和亮度测试一样，系统最大支持到16点测量，因此可以同时测量多个背光模块。RGB色彩/白平衡是验证分散在背光模块各个位置的RGB传感器之间的差异大小。
• 上升时间：可以1ms/step的分辨率配置电源的上升时间。同时，系统提供当条件变化的过程中的测试结果（亮度/RGB等）。
• 热效应，温度变化（分辨率：0.1度）：主要测试在工作状态下，背光模块局部温度的变化
• 功率损耗：测试背光模块的功率损耗。

系统提供背光模块转换器输入信号

图1 系统连接结构图

安捷伦LTSS 系统的目标客户群是液晶背光模块及转换器可靠性的生产测试，以提高其产品带的质量和稳定性。安捷伦LTSS 可以根据需要在不同循环测试码流下进行自动测试，以获取液晶背光模块完整的压力测试条件下的特性结果，以便在研发阶段为今后进一步的提高产品质量，寿命提供更有价值的信息。

演示软件主GUI	亮度测试GUI

CA-210 色彩分析仪及其探头传感器构造

4.系统配置

• 34980A 多功能开关主机（附带6.5 位 DVM）
• 34921A 及终端盒-- 40 通道Mux 开关
• N5700A 系列电源– 大功率程控电源
• RGB/ Lux 传感器(10 个传感器)
• 系统控制软件