1.液晶显示器的构造(TFT-LCD):

a.LCD玻璃基板

主要用以控制图样或文字的显示

b.彩色滤光片(Color Filter；

CF)

主要提供红篮绿三颜色的配色

C.驱动IC

主要功能在于控制面板上的每个画素电极导 通与否，使得PC(或TV)影像讯号能正确显示在LCD面板上的位置

d.偏光板

主要功能在于将非偏极光转为偏极光，而液晶显示器就是利用此偏极光加上液晶扭转特 性来达到控制光线的通过与否，形成明暗

e.面光源

因TFT－LCD本身并不发光，因此需要一外加面光源，提供均匀高亮度广视角的显示效果

1-1.液晶显示器的种类:

a.扭转向列型(Twisted Nematic；

TN)

b.超扭转向列型(Super Twisted Nematic；

STN)

c.彩色薄膜型(Thin Film Transistors；

TFT)

1-2.面光源的种类:

a.前光膜组

位于LCD玻璃晶片与彩色滤光片前面，主要用于反射式与半反射式面板

b.背光膜组

位于LCD玻璃晶片与彩色滤光片后面，主要用于穿透式面板

2.何谓背光模组(Back Light Module)

由于LCD面板本身不具发光特性，因此，必须在LCD面板上加上一个发光源，方能达到显示效果，背光模组(Backlight)即是提供LCD显示器产品中一个背面光源的光学组件，简单来说，背光模组即为LCD显示器的一个关键零组件，因此，其发展与下游LCD显示器息息相关。

3.背光模组设计模式:

a.侧光式:

通常仅採用单支灯管做为光源，利用呈楔形的导光板设计（直下式设计多用「平板」）来加强对光线行进方向的控制，难度相对较高；

此种设计考量「轻」、「薄」、「省电」 、「岝框化」等使用者需求，故现阶段主要用于笔记型电脑用LCD面板(15吋以下背光模组)。

b.直下式:

将灯管置于模组正下方，使用两支以上的冷阴极灯管来增加光源强度，但相对地也增加了模组的厚度及重量，同时多支灯管也增加耗电量，因而较适用于LCD监视器或LCD电视。

为不含导光板的直下型结构，光源由反射板反射后，向上经扩散板均匀分散后于正面射出，但其高消费电力(使用冷阴极管)，均一性不佳及造成LCD发热等问题仍需要求改善。

c.中空型:

适合超大尺寸LCD，这类超大型的LCD被拿来当作监视器及璧挂式电视，不仅要求大画面、高亮度及轻量化，在电气上亦要求高功率下的低热效应，近年来发展的中空型结构的背光模组

，使用热阴极管作为发光源。

4.背光模组原理:

係将常用的点或线形光源，透过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源产品。

一般结构为利用冷阴极管的线形光源经反射罩进入导光板，转化线光源分佈成均辉的面光源，再经扩散片的均光作用与菱镜片的集光作用以提高光源的亮度与均齐度。

5.背光模组主要部材与功用:

a.铝框/底部金属板

b.反射膜(贴在模组底部及侧边)

C.灯管组(灯管与灯罩)

d.导光板(Light Guide Panel or LGP)

e.扩散膜(Diffuser)

f.稜镜片(或称光学膜、增光片)

5-1.灯管组 :

1.在于提供足过的亮度，必须具备高亮度及寿命长等特色。

2.光源之种类:

a.冷阴极萤光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)

b.热阴极萤光灯

c.LED

d.电激发光片(EL)

其中大尺寸TFT LCD仍以CCFL为主流，而LED由于RGB三色透光率较均匀，不像传统发光源凹凸明显，因此未来高功率LED也许会是发展重点，不过现採用LED在大尺寸上仍有技术上的困难，目前实验室产品大尺寸採用LED为发光源则须使用60颗左右，成本高出许多，后续将研发降低使用颗粒数量方具竞争力。

5-1-1.冷阴极管发光原理:

从电极跑出的电子撞击到水银，激发水银使其释放出紫外线，这个紫外线照射到涂在玻璃馆内侧的荧光体成为可见光。

5-2.导光板(LGP):

导光板的原理:

导光板是利用从经过特殊加工的压克力板（有人也将这块板子称为导光板）的边缘（edge）导入光，光则一边完全反射整个压克力板，一边前进，遇到由压克力板加工过的反射dot，就转变方向，形成比全反射角还小的成分的光，出现在压克力板的表面的原理

5-2-1.导光板的种类(反射dot的製作方式):

a.screen印刷法:

为压克力平板基板射出后，将含有高发散光源物质之印刷材料印製在导光板基板之底部，然后进行熟化固定，此为国内目前应用成熟之製程。

反射dot是用钛白（Ti02）或沉降性硫酸钡(BaS04）等不会有光学性吸收，反射率高的颜料以及丙烯类胶合物（binder）融合之后的反射ink，利用screen印刷法做涂布。

优点:小量生产 、

稳定性高、

技术成熟

缺点:不适合大量生产、

不适用小型尺寸、

成本高、

製程较繁杂、

光源损失较大

b.injection法(无印刷式)

将设计好的导光图样製作在模具上，採直接射出成型或压印製作，不必再经过网印与熟化固定步骤，简化製程

优点:製程简化、

可大量生产、

成本低、

高亮度 、

适用小型尺寸

缺点:模具开发较贵、

初期失败率较高、

设备成本较高

5-2-2.反射dot之位置:

反射dot不是涂布在压克力板前面，是依据如下图渐层模式来涂布。

也就是说，接近光源冷阴极管的部分会变小，离光源越远，就会变得越大。

控制让整体的面，可以平均发光。

详细来看，一灯用的模式，并不是距离冷阴极管最远部分的反射dot会变的最大，而是距离端面2~30%的地方会变的最大。

5-4.稜镜片（Prism Sheet） :

主要作用在于增加背光源所产生的亮度，其原理与导光板的聚光效果雷同，主要以多元脂（Polyester）或聚碳酸脂（Polycarbonate）为原料，利用射出成型或贴上压克力树脂的方式、製作锯齿状的板面，藉由上下两片、垂直交错地压合于两片扩散膜中间，可让原已扩散开来的光线再度集中、减少光耗损率，故可增加亮度。

6.背光模组成本结构

观察背光模组成本结构中以材料成本佔比最高，监视器用之材料成本佔比65-75%、笔记型电脑用之材料成本佔比62-70%，约有六、七成比例是材料成本，而人工成本则约有一成比重，此意味着该产业的量产经验

、员工熟练度(降低损耗率)、关键零组件供应商稳定供货与价格优惠将是降低成本的重要方法。

6-1.背光模组材料成本结构:

观察背光模组材料成本结构中，佔比前三项材料分别是光学膜、导光板、灯管，此三项材料即佔五~六成，其中光学膜及灯管主要供应来源均集中在几家大厂手中，属于寡佔市场，以光学糢而言，目前全球供应主要有3M、Nitto、Mitsubishi，其中3M几乎可以说是攘括大部份市场;至于灯管方面，目前全球製造厂商多集中在日本，包括有Stanley、Harison、West、Sanken，其中Harison及Sanken即佔笔记型电脑用CCFL灯管九成的市佔率，新增厂商并不多。

扣除此二项材料之后，国内背光模组多选择投入导光板技术之研发。

文章来源：小胡触控讲技术