在2004 年底 Motorola 發表全球最輕薄的手機 RAZR（V3），在厚度僅 13.9mm 的機 身風靡了全球，震撼當時整個手機市場，也促使相關機構元件被迫薄型化，手機業者當 時利用鋼球落下測試實驗（須符合鋼球Φ31.8mm，落下高度大於 250mm）作為判別手 機面板保護蓋的強度是否足以防止玻璃面板破裂；為了符合薄型化的訴求，手機業者進 而要求 LCD 模組廠商加強 LCD 模組強度，並符合落下高度大於 50mm 或 100mm 極嚴苛 的條件，作為判定 LCD 模組整體的強度；對於這些鋼球落下高度皆是依據手機業者自 行訂定，目前尚未有標準的測試規範，不過依據其他業界針對玻璃強度的測試規範記 載，亦有相似之處，如建築業對玻璃強度的測試規範中是利用Φ83mm 的鋼球依照客戶 指定的高度落下撞擊以檢測玻璃的強度，測試條件其依照GANA（The Glass Association of North America） LD 100-06 文獻中 ”Standard Test Method for Ball Drop Impact of Laminated Architectural Flat Glass” 的測試規範；另外，觸控面板（Touch panel）則利用 Φ50mm 的鋼球在高度 1300mm 落下撞擊，作為判別觸控面板是否有損壞，並且須符合 UL-1950 和 CSA C22.2 No.50 鋼球落下測試標準，以上測試的玻璃皆使用強化玻璃（TFT 製程的玻璃尚未能使用強化玻璃）。
由於玻璃缺陷對於整體的 LCD 模組強度有明顯的影響，在文獻[12]、[13]、[14]得知切 割製程的好壞會影響玻璃切割裂面的完整性，在文獻[6]的基本理論及相關資料的收集得 知，玻璃原材、搬運或玻璃經過 TFT 製程時，所造成玻璃表面的缺陷，對於玻璃的破裂 有著顯著的影響；另外為了確保實驗的正確性，將干擾因子降低，依據文獻[10] ROR（Ring on Ring）測試方式及四點彎曲測試分別得到破裂時所能承受的應力，並利用韋伯分佈函 數（Weibull Distribution Function）得知玻璃試片基本強度的穩定性，最後在藉由 LCD 模組結構的改變評估玻璃面板強度的影響。
二、 液晶顯示器構造及玻璃強度介紹 2.1 液晶顯示器（Liquid Crystal Display）
液晶顯示器的構造，主要組成包括 ITO 玻璃基板、彩色濾光片、偏光片、驅動 IC、液 晶材料、背光模組、軟式印刷電路板（FPC）或印刷電路板（PCB）。薄膜式液晶顯示 器（TFT-LCD）以主動矩陣的方式驅動，首先由背光源的光線照在偏光板上，光線在穿 過偏光板後，會被偏極化（每一個光線的分子，在能量、相位、頻率和方向上的特性都 會相同），偏極化的光線會穿過液晶，因為液晶分子的排列方式被電極產生的電壓影響，
因此液晶可以改變偏極化光線的偏光角度，不同的偏光角度造成出來的光線強度會不 同，不同強度的光線再經由彩色濾光片的紅、藍、綠三個畫素，就會顯示出各種不同的 亮度和不同顏色的畫素，最後再經由各個畫素就可以組成肉眼看得到的各種影像和圖 形。
圖 1 液晶顯示器基本構造 [資料來源：統寶光電公司]
2.1.1 背光模組（Back Light Unit）
背光模組（Back light unit）為液晶顯示器（Liquid Crystal Display）的關鍵零組件之一，
由於液晶本身不發光，背光模組之功能即在於供應充足的亮度與分佈均勻的光源，使其 能正常顯示影像。背光模組其主要分為光源（Light source），又分為冷陰極螢光管（Cold
Passivation Passivation Passivation Passivation
Cathode Fluorescent Lamp, CCFL）、熱陰極螢光管（Hot Cathode Fluorescent Lamp, HCFL）、發光二極體（Light-Emitting Diode, LED）…等，光學膜分為增亮膜（Brightness enhancement film, BEF）、擴散片（Diffusion sheet）、反射板（Reflective sheet），導光板
（Light guide plate, LGP）、塑框及鐵框等元件組合而成。
液晶顯示器由於其厚度薄、質量輕且攜帶方便，且相較於目前得CRT更有低輻射及省 電的優點，近年來需求快速的增加，己能在顯示器的市場佔有一席之地。隨著液晶顯示 器製造技術的提昇，運用的層面越來越廣，背光模組在考量輕量化、薄型化、低耗電、
高亮度及降低成本的市場要求，為保持在未來市場的競爭力，開發與設計新型的背光模 組是努力的方向及重要課題。
圖 2 背光模組基本構造 [資料來源：統寶光電公司]
背光模組可分為前光式（Front light unit）與背光式（Back light unit）兩種，而背光式 可依其發光源位置做分類，發展出下列側光式（Edge lighting）直下型（Bottom lighting）
和結構：
側光型（Edge lighting）結構：發光源的位置在側邊，導光板採射出成型（無印刷式設 計）或以油墨的印刷方式一般常用於22吋以下中小尺寸的背光模組，其側邊入射的光源 設計，擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色，亦為手機、個人數位助理（Personal digital
面板
反射片 導光板
增亮模
燈源
擴散片
assistant,PDA） 、筆記型電腦（Notebook）、監視器（Monitor）等。
圖 3 側光型背光模組 [資料來源：和立聯合公司]
直下型（Bottom lighting）結構：超大尺寸的背光模組，側光式結構已經無法在重量、
消費電力及亮度上佔有優勢，因此不含導光板且光源放置於正下方的直下型結構便被發 展出來。光源由自發性光源(例如燈管、發光二極體等)射出藉由反射板反射後，向上經 擴散板均勻分散後於正面射出，因安置空間變大，燈管可依TFT 面板大小使用2 至多之 燈管，但同時也增加了模組的厚度、重量、耗電量、其優點為高輝度、良好的出光視角、
光利用效率高、結構簡易化等，因而適用於對可攜性及空間要求較不挑剔的監視器
（Monitor）與液晶電視（LCD TV）。
圖 4 直下型背光模組 [資料來源：和立聯合公司]
2.1.2 ITO 玻璃基板（Indium Tin Oxide Conductive Glass）
ITO 導電玻璃是液晶顯示器的上游原料之一，ITO 是 Indium Tin Oxide 的縮寫，中文 是氧化銦錫，ITO 導電玻璃是在原本不導電的母玻璃基板上，鍍上一層可導電的金屬材 料；液晶本身不會發光，必須在液晶顯示面板後方加上背光源，光線穿透玻璃基板、液 晶、彩色濾光片、偏光板，進入人眼中才能看到影像，因為材料必須能透光，所以液晶 顯示器面板的基板要使用玻璃，但是，由於玻璃無法導電，必須在其上鍍上一層薄薄的 二氧化矽與氧化銦錫，讓玻璃產生電極；因 ITO 導電玻璃的品質，嚴重影響 LCD 面板 的生產良率，LCD 面板製造商對其品質都不敢掉以輕心。ITO 導電玻璃主要供應商多為 美、日、韓廠商，國內則有默克百成、勝華科技等廠商進行生產。
2.1.3 彩色濾光片（Color Filter）
彩 色 的 LCD 需 要 用 到 彩 色 濾 光 片 ，經 由 控 制 IC 的 訊 號 處 理 ，使 得 從 背 光 源 發 射 的 強 光 ，可 利 用 彩 色 濾 光 片 的 處 理 ，表 現 出 彩 色 的 畫 面 ；彩 色 濾 光 片 之 製 作 是 於 玻 璃 基 板 上 ，將 紅 、綠 、藍 三 原 色 之 有 機 材 料 ，製 作 在 每 一 個 畫 素 之 內 ， 由 於 顏 料 分 散 法 所 製 造 之 彩 色 濾 光 片 ， 具 有 高 精 密 度 及 較 佳 之 耐 光 性 與 耐 熱 性 ， 目 前 成 為 TFT 型 彩 色 濾 光 片 之 製 造 主 流 。
2.1.4 偏光片（Polarizer）
偏光片主要用途係在有電場與無電場時使光源產生位相差而呈現明暗的狀態，偏光片 只允許某一個方向的光線才能透過，為 LCD 液晶顯示器之重要零件，製作液晶顯示面 板 LCD Panel 過程中，必須在液晶上下各使用一片偏光片，且二片偏光片成 90 度交錯方 向。
2.1.5 液晶（Liquid Crystal）
液晶是一種在一定溫度範圍內呈現既不同於固態、液態，又不同於氣態的特殊物質 態，它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動性，一般可分熱致 液晶和溶致液晶兩類；在顯示應用領域，使用的是熱致液晶，超出一定溫度範圍，熱致 液晶就不再呈現液晶態，溫度低了，出現結晶現象，溫度升高了，就變成液體，液晶顯 示器件所標注的存儲溫度指的就是呈現液晶態的溫度範圍。
2.2 玻璃特性與強度介紹 2.2.1 玻璃基板種類
目前在商業上應用的玻璃基板，其主要厚度爲0.6 mm 及 0.5mm，目前更邁入
0.1~0.4 mm 玻璃厚度的薄型化製程，一般薄化製程又分為機械式和化學式。基本上，一 片面板需使用到二片玻璃基板，分別為 TFT 玻璃基板（Array）及彩色濾光片（Color filter）
之底板使用。
LCD 所用之玻璃基板概可分爲有鹼玻璃及無鹼玻璃兩大類：有鹼玻璃包括鈉玻璃及中 性矽酸硼玻璃兩種，多應用於TN 及 STN- LCD 上，主要生産廠商有日本板硝子（NHT）、
旭硝子（Asahi）及中央硝子（Central Glass）等，以浮式法制程生産爲主；無鹼玻璃則 以無鹼矽酸鋁玻璃（Alumino Silicate Glass，主成分爲 SiO2、Al2O3、B2O3 及 BaO 等）
爲主，其鹼金屬總含量須在 1%以下，主要用於 TFT- LCD 上，領導廠商爲美國康寧
（Corning ）公司，以溢流熔融法制程生産爲主。
2.2.2 玻璃基板特性
超薄平板玻璃基材之特性主要取決於玻璃的組成，而玻璃的組成則影響玻璃的熱膨脹、
黏度（應變、退火、轉化、軟化和工作點）、耐化學性、光學穿透吸收及在各種頻率與 溫度下的電氣特性，産品質量除深受材料組成影響外，也取決於生産制程。
玻璃基板在T N / S T N、TFT- LCD 應用上，要求的特性有表面特性､耐熱性､耐藥 品性及鹼金屬含量等；以下僅就影響TFT- LCD 用玻璃基板之主要物理特性說明如下：
1. 張力點（Strain Point）：爲玻璃密積化的一種指標，須耐光電産品液晶顯示器生産 制程之高溫。
2. 比重：對 TFT- LCD 而言，筆記型電腦爲目前最大的市場，因此該玻璃基板之密度 越小越好，以便於運送及攜帶。
3. 熱膨脹係數：該係數將決定玻璃材質因溫度變化造成外觀尺寸之膨脹或收縮之比 例，其係數越低越好，以使大螢幕之熱脹冷縮減至最低。
其餘有關物理特性之指標尚有熔點、軟化點、耐化學性、機械強度、光學性質及電氣 特性等，皆可依使用者之特定需求而加以規範。
2.2.3 玻璃基板製程
整個玻璃基板的制程中，主要技術包括進料、薄板成型及後段加工三部分，其中進料 技術主要控制於配方的好壞，首先是在高溫的熔爐中將玻璃原料熔融成低黏度且均勻的 玻璃熔體，不但要考慮玻璃各項物理與化學特性，並需在不改變化學組成的條件下，選 取原料最佳配方，以便有效降低玻璃熔融溫度，使玻璃澄清，同時達到玻璃特定性能，
符合實際應用之需求。而薄板成型技術則攸關尺寸精度、表面性質和是否需進一步加工
符合實際應用之需求。而薄板成型技術則攸關尺寸精度、表面性質和是否需進一步加工