【雙週刊】TFT LCD背光模組產業現況
壹、背光模組結構
背 光模組結構分成側光式及直下式。側光式的結構是依面板尺寸將1~2支ccfl燈管置於側邊，並利用楔型的導光板將光線導引向上，再利用擴散膜和增亮膜組合 的光學膜設計將光線均勻化並集中在中央。此種設計主要是用於需要薄型化的nb面板，此外尺寸較小的監視器面板因為不需要多根燈管，通常也採用側光式的背光 模組。直下式背光模組則是不含導光板，直接將燈管置於擴散板下方，通常使用在需要燈管數量較多，亮度要求較高的tv面板上。
由 側光式和直下式背光模組基本結構的不同也可發現兩者成本結構上的差異。基本上，除了光學膜同樣佔了相當大的成本比重之外，側光式背光模組需求燈管數量少， 但是需要良好設計的導光板，所以導光板會佔有較高的成本比重；而直下式設計不需要導光板，但是在使用較多燈管之下增加了不少inverter的成本。不過 實際上成本結構在不同應用、尺寸和設計上的差異相當大，例如在nb的應用上因為薄型化和較高亮度的要求，整體背光模組成本反而較監視器高，而在監視器和 tv面板應用上也因為增亮膜(bef和擴散膜的成本使用數量的不同而在成本上會有相當大的差異。
一般來說，除了在tv背光模組上可採用高亮度的ccfl以減少燈管數，降低燈管和inverter成本之外，變更光學膜的設 計，降低昂貴的bef使用，仍然是目前降低背光模組成本的主要方式。例如在監視器和tv面板中，將傳統的上擴散膜—bef—下擴散膜的設計，改成用三片下 擴散膜相疊，或是採用新發展出來的增亮擴散膜(擴散膜表面經過處理，聚光效果低於bef，但是高於傳統擴散膜—下擴散膜相疊的方式。這樣的設計可以明顯降 低背光模組的成本，不過相對來說也犧牲了面板的亮度和對比，往往需增加燈管數量來補償，因此是以中低價機種使用上較為普遍。
圖四：不同設計成本差異—以32吋tv背光模組為例
資料來源：displaysearch/康和整理
由上圖可見，若不使用bef或是 dbef，在tv背光模組光學膜部分的成本影響甚至可降低達六成以上。bef和dbef如此昂貴的原因，在於其製造上有相當的難度，良率不易提昇，而且過 去一直是在3m的專利掌握之下而缺乏競爭。不過，隨著3m的部分專利到期，以及部分廠商開發出避開3m專利的方法，近年來競爭廠商快速增加，也在低於3m 產品許多的價格優勢之下獲得多家面板廠採用，因而越來越具有市場影響力，並已經迫使3m在日前宣佈將大幅降低光學膜價格，因此未來bef的價格預期將持續 快速下滑。另一方面，由擴散膜廠商開發出的增亮擴散膜，由於可同時達成擴散和增亮的目的，相對成本也低，因此預期也會侵蝕到bef的市場。所以長期來看， 隨著bef成本的降低，背光模組在光學膜材料上的成本在未來數年仍可望有顯著的下降；惟這也代表背光模組的單位售價也會隨之下滑。
貳、led在大尺寸背光模組的應用展望
led 早已經是手機等小尺寸面板所使用的光源，而在中尺寸如7吋面板上普及率也已經超過五成。在中小尺寸面板上普及率高主要原因在於中小尺寸原本即高度要求輕薄 的特性，此外也是因為使用顆數少，相對ccfl不貴，而且也不需複雜的導光、散熱和電路設計。不過當面板尺寸增大，採用led作為背光源的設計難度和成本 就開始大幅提高。
以led作為大尺寸背光源，需區分是採用白光led或是採用rgb組合。其中採用rgb組合的光 源，具有色域廣，色彩飽和度遠大於ccfl，以及對比強烈的優點，極為適合使用在tv光源上。不過，rgb組合除了成本偏高之外，也有混光控制難度相當 高，rgb三色led衰減速率不同，以及使用顆數過多，會造成用電量大增以及散熱等等問題，因此目前雖然業界仍對於其未來發展有相當大的期待，但是短期內 在其過度高昂的成本仍使得相關的應用僅限於少數極高階的產品。至於採用白光led雖然在成本上低於rgb，也沒有混光的問題，但是因為白光led的發光乃 是使用藍光led激發黃色螢光粉，和ccfl相較並沒有色彩表現的優勢，因此在應用上主要是著重在其較ccfl輕薄且低耗電的優勢，在大尺寸背光源的應用 上以需要輕薄短小低耗電的nb領域最為合適。
led應用在nb背光模組，在結構上和傳統背光模組最主要的差異點在於導光板的改變。使用ccfl時，由於受限於ccfl管 徑有1.8mm，因此導光板入光側必須維持2.0mm左右，而成為一個楔形的板(斜式導光板，即導光板兩邊厚度不一，這使得nb面板沒有辦法做得很薄。但 是使用led作背光源時，由於led燈條的封裝厚度僅約1mm，因此導光板的厚度也隨之大幅降低，形狀也由楔型變成平板式，並且採用v-cut來減少光學 膜使用，進一步降低厚度。再加上玻璃的厚度也從0.5mm降為0.3mm，整體面板模組的厚度因此由過去約5mm再降低成約3mm，可以滿足nb對於輕薄 短小的追求。
led背光模組雖然有以上所述的優點，但是成本過高仍是目前較大的問題。led背光源成本較高主要來自 於兩方面：白光led本身價格仍高，以及薄型導光板製造困難。以12.1吋寬螢幕led背光源來說，約需40顆白光led，在目前僅有日系白光led具有 足夠的亮度(1800mcd以上可使用之下，以每顆約0.2美元計算，僅led的成本約要8美元，遠高於ccfl成本約1.1美元。此外，由於薄型v- cut導光板製造困難良率偏低(僅約6~7成，因此價格也仍然居高不下。因此整體來看led nb背光模組的成本，即使少了inverter的需求，仍然較傳統ccfl模組至少高出50~100%。未來除非白光led價格能大幅下降(受到 nichia等日廠以專利強力掌控此市場的情形之下，此方面幅度可能不如預期，不然價格難以在短期內有明顯下滑。
不 過，雖然led背光源成本較高，但是在apple等多家大廠積極引入nb設計之下，預期成長速度將較較市場原先估計更為樂觀。例如國內背光模組大廠中強光 電在先前法說會中樂觀預估明年度採用led背光源的新機型到年底的市佔率可望達到20~25%，而友達則預期08年滲透率可達到10%。在led背光模組 目前都屬於高毛利產品之下，若比重能大幅提昇，對於相關廠商將能有相當明顯的助益。
圖七：led nb背光模組滲透率預估
資料來源：displaysearch/康和整理
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