複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

稜鏡片

鎖定
稜鏡膜BEF(Brightness Enhancement Film),或稱稜鏡片,是由3M公司發明的產品,並率先應用於液晶顯示中,以提高顯示屏的正面亮度。
中文名
稜鏡片
外文名
Brightness Enhancement Film
應用於
液晶顯示
作    用
以提高顯示屏的正面亮度

稜鏡片技術介紹

圖1:產品結構及工作原理 圖1:產品結構及工作原理
鏡膜是利用3M微複製技術,將丙烯酸樹脂製成的稜鏡結構製作在PET基材上製造而成的光學薄膜,其表面是高度為20~50微米左右的微稜鏡結構。按照幾何光學原理,背光源出射的光線經過稜鏡膜及背光源系統的循環作用,最終匯聚在正視方向出射,從而達到增亮效果。
當該膜片在背光源中使用時,從光源射入的光在通過稜鏡結構時,只有入射光在某一角度範圍之內的光才可以通過折射作用出射,其餘的光因不滿足折射條件而被稜鏡邊沿反射回光源,再由光源底部的反射片作用而重新出射。這樣,背光源中的光線在稜鏡結構的作用下,不斷的循環利用,原本向各個方向發散的光線在通過稜鏡膜後,被控制到70o的角度範圍內,從而達到軸向亮度增強的效果。根據測試,BEF系列增亮膜的單張有效穿透率增幅約60%左右。

稜鏡片發明故事

圖2:BEF發明故事插圖 圖2:BEF發明故事插圖
化平凡為神奇的增亮膜BEF:二十多年前的一個冬天,加拿大魁北克的一個地下室裏,一個3M的研究員正在作實驗。由於地處北半球高緯度,冬日的太陽整日低低地掛在地平線上方。於是他發明了一種帶稜鏡的玻璃導管,斜射的陽光射入導管一端後,會沿着導管壁傳播,整個管子象個燈管通體發亮,地下室頓時亮堂了不少。
後來3M採用薄膜技術來生產這種光導管。在很多年內,這種稜鏡導管的應用一直侷限在建築物的照明或裝飾上,每年只有很小的銷售量。
二十世紀九十年代,隨着筆記本電腦的普及,液晶顯示技術開始飛速發展。但是由於液晶板獨特的特性和構造,光的利用率很低。如何增加液晶顯示的亮度一直是困擾科研人員的難題。
又是一個很偶然的奇思妙想,3M的科學家發現,如果將這種稜鏡導管剪開,平鋪在LCD背光源上,可以起到聚光的作用,使液晶顯示屏正向的亮度大大提高。
又經過一段時間的研究開發,3M結合微複製技術和薄膜技術,進一步優化了這一產品,使其增亮效果更加顯著,並將其命名為增亮膜BEF(BrightnessEnhancement Film)。
但是如何讓客户接受這一全新的產品呢?3M的工程師購買了相同的兩台當時在市場上最好的筆記本電腦。將其中一台加上兩片稜鏡方向相互垂直的BEF,它的亮度竟然比原先增加了一倍多!
當這樣兩台電腦擺在它的製造商面前,他們很快就被説服了。就從這一天起,BEF開始了它的神奇之旅,廣泛應用於小至手機、PDA,大至電腦顯示器、液晶電視等各種液晶顯示產品中。

稜鏡片產品應用

稜鏡片手持設備

圖3:BEF在手機中的應用 圖3:BEF在手機中的應用
今天,稜鏡膜已經成為手持式設備的液晶顯示器件中不可或缺的原材料。:圖3展示了一款市場主流的手機液晶顯示器件的背光源結構,在該結構中,不僅使用了基於微複製技術的稜鏡膜(TBEF / TBEF II –Ti / TBEF II –Mi )、基於多層膜技術,反射率在99%以上的反射膜 (ESR), 還有同時結合了微複製技術與多層膜技術的複合型增亮膜(BEF-RP/ BEF-RP IIr / BEF-RP II)。
其中,TBEF是Thin Brightness EnhancementFilm的縮寫,是一種稜鏡型的增亮膜片,利用3M獨有的微複製技術,將丙烯酸樹脂製成的稜鏡結構製作在PET基材上,形成總厚度只有60~65微米的稜鏡膜片。

稜鏡片筆記本

圖4:BEFII在筆記本液晶顯示屏中的應用 圖4:BEFII在筆記本液晶顯示屏中的應用
稜鏡膜在筆記本的顯示器中也是最普及的應用,最常用的是BEFII的材料。根據具體要求,在筆記本的液晶顯示屏中可選擇使用一張稜鏡片或是2張正交放置的稜鏡片。
圖5:BEF II 增亮效果圖 圖5:BEF II 增亮效果圖
當經由下擴散片中出射的光通過稜鏡膜後,向軸向聚集。圖5所示,在使用了一張BEFII以後,亮度視角會減小,但相對的中心點亮度及可視範圍內的亮度會有約50%左右的增加。在使用了2張正交的BEFII後,亮度視角會進一步減小,可視範圍會更向中心軸靠攏,同時,中心點亮度則會有約110%的增加。從而,達到了增加可視範圍內亮度的作用。

稜鏡片顯示器電視

BEFIII的截面圖 BEFIII的截面圖
通常由於顯示器與電視中所需的亮度視角較筆記本顯示屏要大,故而通常僅使用一張稜鏡片。在大尺寸的液晶模組中,3M通常會推薦使用BEFIII系列的稜鏡膜。BEFIII相比起BEFII,從截面圖上來看它的稜鏡並非是大小相等的微稜鏡結構。若使用這種隨機稜鏡結構,可以消除光耦合,減少反射摩爾效應。