背光模組操作型定義

關於背光模組之研究定義，介紹如下：

從液晶顯示的製造角度出發，可以把整個產業鏈劃分成面板、背光、模組、終端四 個環節。由於液晶面板本身並不發光，必須借助背光模組才能實現顯示功能，因此背光 模組也就成為液晶顯示裝置的關鍵零元件之一。它主要由稜鏡片、導光板、背光源、擴 散膜、反射片以及外框架等部分組成。背光源又可以分為 CCFL 和 LED 兩大類。目前 中小尺寸面板基本上已全部採用 LED 做為光源，隨著光效、價格等阻礙因素得到緩解，

LED 也開始大量被安裝到大尺寸背光模組之中，未來的主流地位已經站穩。而且隨著 LED 的大量被採用，有越來越多的技術如動態背光控制技術、超薄技術、散熱技術被應 用到背光模組之中，使背光模組產業逐漸改變了以往勞動密集型的特點，具備了越來越 多的技術附加價值，在產業鏈中的作用也越來越明顯。

資料來源：周建佑(2012)

圖 3-2 TFT-LCD面板供應鏈

由於背光模組為 LCD 面板第二大關鍵零元件， 為因應台灣面板廠商對關鍵零元件 的大量需求及尋求降低成本要求下， 如瑞儀、中強、輔祥、科穚等廠商紛紛投入， 致 在 LCD 上、下游產業之中， 背光模組現已成為本土化速度最快的一項零組件。

一、結構

一般而言，背光模組可分為前光式(Front light )與背光式(Back light)兩種，而背光式 可依其規模的要求，以燈管的位置做分類，發展出下列兩大結構。

1. 側光式結構

(Edge lighting)發光源為擺在側邊之單支光源，導光板采射出成型無印刷式設計，一 般常用於 18 寸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(PDA) 、筆記型電腦的光源，目前亦 有大尺寸背光模組採用側光式結構。

資料來源：佑順發機械

圖 3-3 側光式背光模組結構

2. 直下型結構

(Bottom lighting)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于正下方的直下型結構便被發展出來。光源

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 LCD monitor 與 LCD TV ，其高消費電力(使用冷陰極管)，均一性不佳及造成 LCD 發熱等問題仍需要求改善。

資料來源：佑順發機械

圖 3-4 直下式背光模組結構

二、組成

主要組成為發光源(Light source)、導光板(light guide plate)、膠框(housing)、反射片 (Reflector)、擴散片(Diffuser）、增光片(BEF、棱鏡片)等。由於背光要求越來越薄，所 以有部份需加鐵框(Metal Frame)。

資料來源：瑞儀光電

圖 3-5 背光模組結構

背光模組主要系提供液晶面板一均勻、高亮度的光源，基本原理系將常用的點或線 型光源，透過簡潔有效光機構轉化成高亮度且均一輝度的面光源產品。一般結構為利用 冷陰極管的線型光源經反射罩進入導光板，轉化線光源分佈成均勻的面光源，再經擴散 片的均光作用與稜鏡片的集光作用以提高光源的亮度與均齊度。在此我們就背光模組的 幾個基本構成元件做些介紹。

1. 增光片

光自擴散板射出後其光的指向性較差，因此必須利用增光片(稜鏡片)來修正光的方 向，其原理藉由光的折射與反射來達到凝聚光線、提高正面輝度的目的，以增加光線自 擴散板射出後的使用效益，使能整體的背光模組的揮度提高 60%-100%以上。主要以多 元酯(polyester)或聚碳酸酯(polycarbonate) 為材料，其表面結構一般為為稜形柱體或半圓 柱體。目前跨國公司 3M 為全球獨家供應商，擁有多項相關專利，通常一部背光模組會 使用兩片增亮膜，彼此方向垂直，將光集中增加輝度。

2. 擴散片

楔型板、(2) 平板。一般筆記型電腦因考慮空間關係均採用楔型板，而 LCD Monitor 與 LCD TV 則採用平板為主。其材質主要為 PMMA。

5. 光源

須 具 備 亮 度 高 及 壽 命 常 等 特 色 ， 目 前 有 冷 陰 極 螢 光 管 (CCFL ： Cold cathode fluorescent lamp)熱陰極螢光管、發光二極體(LED：Light emitting diode)及電激發光片(EL) 等，其中冷陰極燈管具有高輝度、高效率、壽命長、高演色性等特性，加上圓柱狀外形 因此很容易與光反射元件組合成薄板狀照明裝置，故目前以冷陰極螢光管為主流，但一 般相信未來將以白光發光二極體為應用趨勢。