在TFT-LCD显示器面板的众多关键零组件中，背光模块由于生产技术的门槛不高，且进入障碍与资本投资规模相较彩色滤光片、玻璃基板、偏光板及驱动IC而言，明显低了许多，另外，背光模块的成本比重高居各零组件第二位，仅次于彩色滤光片。

背光模块简介

背光模块(Backlight)亦称为背光板，泛指可提供产品一个背面光源的组件，目前普遍运用在各种信息、通讯、消费产品上，如液晶显示器、底片扫描器、幻灯片看片箱、数码相机、个人数据助理(PDA)、卫星导航系统、医疗器材、监视器和笔记本电脑等，其中主要用途是作为液晶显示器的光源组件。

由于TFT面板本身不具发光特性，必须在TFT面板上外加一个发光源，方能达到显示功能，背光模块就是为液晶显示器产品提供背面光源的光学组件，简单来说，背光模块即为液晶显示器的一个关键光学组件，也是依附于下游液晶显示器的非标准化产品。

背光模块是液晶显示器的光源提供者，其主要由光源、灯罩、反射板(Reflector)、导光板(Light Guide Plate)、扩散片(Diffusion sheet光学用膜片1-2片)、增亮膜(Brightness Enhancement Film增光片1-2片)及外框等组件组装而成。其中，光源包括冷阴极荧光管(CCFL)、热阴极荧光管、发光二极管(LED)等；光学膜片与导光板为最主要的技术部件，所占成本比重也较高。

液晶显示器由于厚度薄、质量轻、携带方便，且相较于目前的CRT辐射更低的优点，近年来需求快速的增加，已能在显示器的市场占有一席之地。因此，随着液晶显示器制造技术的提升，在大尺寸及低价格的趋势下，背光模块将不断向轻量化、薄型化、低耗电、高亮度及降低成本方向发展，以满足未来市场竞争的要求。

一般而言，背光模块可分为前光式(front light)与背光式(back light)两种，而背光式可依其规模的要求，以灯管的位置发展出三大结构:

(1)侧光式(edge lighting)结构：发光源为摆在侧边之单支光源，导光板采射出成型无印刷式设计，一般常用于18吋以下中小尺寸的背光模块，其侧边入射的光源设计，拥有轻量、薄型、窄框化、低耗电的特色，亦为手机、个人数码助理（PDA）、笔记型电脑的光源，目前亦有大尺寸背光模块采用侧光式结构。

(2)直下型(bottom lighting)结构：超大尺寸的背光模块，侧光式结构已经无法在重量、消费电力及亮度上占有优势，因此不含导光板且光源放置于正下方的直下型结构便被发展出来。光源由自发性光源（例如灯管、发光二极体等）射出与反射板反射后，向上经扩散板均匀分散后于正面射出，因安置空间变大，灯管可依TFT面板大小使用2至多之灯管，但同时也增加了模块的厚度、重量、耗电量，其优点为高辉度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易化等，因而适用于对可携性及空间要求较不挑剔的LCD Monitor与LCD-TV，其高消费电力(使用冷阴极管)，一体性不佳及造成LCD发热等问题仍需要求改善。

(3)中空型结构：随着影像要求的尺寸增加，LCD也朝更大尺寸的方向发展，现在这类超大型的LCD被拿来当作监视器及壁挂式电视，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块，使用热阴极管作为发光源。此结构以空气作为光源传递的媒介，光源向下被棱镜片与反射板对方向调整及反射后，一部分向上穿过导光板并出射于表面，另一部分因全反射再度进入中空腔直到经折反射作用后穿过导光板出射，而向上的光源或直接进入导光板出射，或经一连串折反射作用再出射；导光板的形状为楔型结构，目的在求一体化的效果。

背光模块的组成

背光模块为穿透式液晶面板的主要组件，主要提供液晶面板一个均匀、高亮度的光源，基本原理系将常用的点或线型光源，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型光源经反射罩进入导光板，转化线光源分布成均匀的面光源，再经扩散片的均光作用与棱镜片的集光作用以提高光源的亮度与均匀度。

(1)发光源(Light Source)
须具备亮度高及寿命长等特色，目前有冷阴极荧光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、热阴极荧光管、发光二极管及电激发光片(EL)等，其中冷阴极灯管具有高辉度、高效率、寿命长等特性，加上圆柱状外形因此很容易与光反射元件组合成薄板状照明装置，故目前以冷阴极荧光管为主流。业界普遍认为，未来背光模块的发光源将以白光发光二极管为方向，就其所放置的位置分为直下式背光模块与侧光式背光模块两种。

(2)导光板(Light Guide Plate)
应用于侧光型背光模块，是整体导光的效率重心，用射出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的楔形板块，然后用具高反射率且不吸光的材料，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点。导光板主要功能在于导引光线方向，以提高面板的辉度及控制亮度均匀。冷阴极管位于导光板厚侧的端面，冷阴极管所发的光以端照光(edge light)的方式进入导光板，大部份光利用全反射往薄的一端传导，当光线在底面碰到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，破坏全反射条件与光的干涉现象而自导光板正面射出，利用疏密、大小不同的扩散点图案设计可使导光板面均匀发光。

按照外型上的不同，导光板可分为楔形板和平板。一般笔记本电脑因考虑空间关系均采用楔形板，而LCD Monitor与LCD-TV则采用平板为主。

(3)反射板(Reflector)
一般侧光式背光模块的反射板放置于扩散板底部，将自底面漏出的光反射回导光板中，防止光源外漏，以增加光的使用效率；而直下式背光模块则是置于灯箱底部表面或粘贴于其上，将经扩散板反射的光束由灯箱底部再次反射回扩散板以被利用。

(4)扩散板(Diffuser)
扩散板和扩散片的功能是提供液晶显示器一个均匀的面光源，一般传统的扩散膜主要是在扩散膜的基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，这些微粒子分散在树脂层之间，所以光线在经过扩散层时会不断地在两个折射率相异的介质中穿过，在此同时光线就会发生许多折射、反射与散射现象，如此便造成了光学扩散的效果。或是使用全像技术，经由曝光显影等化学程序将毛玻璃的相位分布记录下来粗化扩散膜基材表面，以散射模糊导光板上的墨点或线条。但在如此的光路架构下，由于材料本身及化学颗粒的性质，将会造成无可避免的吸光，而且其对光的散射是散乱的，对于一个固定距离的观测者来说，将会有部分的光强被浪费，而造成光源无法有效的利用。再加上它的化学制程较费时，所需的生产成本相对的也较高。

(5)增亮膜(BEF棱镜片)
光束从扩散板射出后的指向性非常差，因此必须利用棱镜片来修正光的方向，其原理是通过光的折射与反射来达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，以增加光线自扩散板射出后的使用效益，使背光模块的整体辉度提高60-100%以上。增亮膜主要以多元脂(polyester)或聚碳酸脂(polycarbonate)为材料，其表面结构一般为棱形柱体(prism sheet亦称为棱形片)或半圆柱体(lenticular sheet)。目前跨国公司3M为全球独家供应商，拥有多项相关专利，通常一部背光模块会使用两片增亮膜，彼此方向垂直，将光集中增加辉度。

(6)偏光转换膜(P-S Converter)
在现有LCD液晶面板设计中，光源模块过滤掉了S-light平行光，允许P-light直行光源通过，并利用这个单一的偏极光驱动或照明LCD液晶面板产生所需要的功能。所以会在光线进入液晶面板前会先经过一个偏光板，该偏光板会吸收掉某一偏光方向的能量，而冷阴极管所产生的光为非偏极化光，在通过第一片偏光板时，有一半以上的光能量会被吸收掉，使得光的使用效率非常差。为了解决这个问题须采用偏光转换技术，以提高背光的使用率，降低LCD的耗电量。偏光转换膜为背光模块中一个非常关键的元件，它的功用是使光源进行偏极态转换。其方法是利用反射偏光板，将可以通过与不可以通过LCD偏光板的光束分离，然后利用反射板将反射回来的光转换成可用的偏光，达到提高亮度的目的。

一般偏光转换技术是通过特殊的光学涂布以及结构特殊的排列方式构成光分离板，将射出光分离成P偏光及S偏光，S偏光经反射后又成为P偏光，这样一来就可以通过LCD面板的偏光板；也有利用一片胆固醇型液晶片跟l/4波片构成偏光反射板，将导光板的射出光分离成左旋及右旋圆偏光，左旋圆偏光通过l/4波片后成为直线偏光，可直接通过LCD的第一面偏光板，而右旋圆偏光经反射板反射后，亦成为可用的左旋偏光而被利用。

利用偏光转换的技术来提高LCD的亮度，跟使用棱镜片的方法比较起来，除了正面亮度得到提升之外，大视角方向的亮度亦同时得到提升，这就是偏光转换技术的另一优点。