導光板簡介

導光板導技術最早是由日本明拓公司於1986年發明的，是目前TFT-LCD的主流背 光照明方法。它的工作原理是利用PMMA(Poly methyl methcrylate)透明導光板將由冷 陰極管或是LED燈源發出的純色白光，從導光板端面導入並擴散到整個板面，當光源 照射至導光板背面所印刷之白色反光點時發生漫反射，從與光源入射面垂直的板面射 出，如圖20所示。

圖 20 光線行進路線隨擴散點改變之情形圖

資料來源：「LCD 背光模組導光板成型模具精密蝕刻加工技術」，陳興 華，2004

PMMA學名聚甲基丙烯酸甲脂，俗稱壓克力，是一種高強度的透明樹脂。透明度 高且室溫下比重爲1.2，連續使用之最高溫度可達85℃，對可見光的透過率更高達 95%，折射率則為1.49(25℃)，根據θ2＝Sin^-1(1/n)可得其全反射角約爲42°。因爲當某 種材料的全內反射角度低於45°時，其光線會在特定方向行進，此時光線才可從相互 平行和垂直的端面中反復反射。由於PMMA之折射率大於外界空氣，當其全反射之臨

界角度小於為42°，光線即會在導光板內以全內反射的方式傳遞，若要使光線由導光 板特定設計位置導出，必須在平整的導光板表面上製作微結構，藉此破壞光源的全內 反射，才得以順利讓光線導射出表面。由於導光板巧妙的運用光線在透明板介面上的 全內反射之原理使光源往另一端傳導加上導光板上的微結構，神奇的將由端面射入的 光線整個偏轉90°，使得光線由正面射出並發揮功能性導光的作用。由此可見利用微 結構的疏密、大小等不同圖案之設計，將會顯著影響導光板可均勻發光的效能。

第二節 背光模組簡介

由於液晶本身不發光，所以必須仰賴背光模組當作光源，然而顯示器強調高均齊 度、高輝度等重點，所以背光模組的零組件設計就必須著這兩個方向來進行，而背光 模組裡的零組件眾多，可依照設計者的設計而有所不同，不過在大部分的背光模組中 都包含著燈源、燈罩、反射罩、反射板、導光板、擴散膜與增亮片等零組件，如圖21 所示。背光模組之發光源大致上分為兩種，第一種為目前最熱門的發光二極體，也就 是LED(Light Emiting Doide)晶粒，其優點為高亮度、低耗電、體積小，但唯一缺點則 為低均齊度；第二種則為逐漸被LED取代的冷陰極燈管，也是就CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp)燈管，雖然CCFL具有高均齊度且CCFL的亮度不及LED，因目前 市場強調綠能與節能減碳因此逐漸被市場淘汰。

圖 21 背光模組結構示意圖

資料來源：「LCD 背光模組導光板成型模具精密蝕刻加工技術」，陳興華，2004

一、側光式結構

一般常用於小尺吋的背光模組上，其光源設計在背光模組的側邊，此結構具有 輕、薄、窄框、低耗電量等特色，同時也是筆記型電腦的主要光源設計，而由於目前 技術日新月異，此項設計不只用在筆記型電腦，同時也應用於LED TV上，目前市面 上大多數的液晶電視都是採用此項設計當作背光源，其結構如圖22所示。

圖 22 側光式背光模組結構示意圖

二、直下式結構

對於大尺寸的背光模組來說，側光式結構已經無法在重量、耗電量及亮度上佔有 優勢，因此不含導光板的直下型結構便被發展出來。光源由反射板反射後，向上經擴 散板均勻分散後於正面射出，其優點為輕量化、高輝度、良好的出光視角、光利用效 率高、結構簡易化等，常用作監視器的螢幕，其結構如圖23所示。

圖 23 直下式背光模組結構示意圖