光學(xué)增亮棱鏡膜技術(shù)綜述

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦光學(xué)增亮棱鏡膜技術(shù)綜述應(yīng)用于背光模塊改善整個(gè)背光系統(tǒng)發(fā)光效率的增亮膜要緊有四種類(lèi)型：普通棱鏡片，多功能棱鏡片，微透鏡膜片與反射型偏光增亮膜，每種光學(xué)膜也有著別同的市場(chǎng)特性。

普通棱鏡片，棱鏡片的要緊功能為將燈源發(fā)出的光線(xiàn)予以導(dǎo)正以增加發(fā)光效率目前最要緊的供貨商為3M公司，其它供貨商有MitsubishiRayon，LG電子，新和，大XXX印刷，LGS,XXX嘉威,迎輝,友輝,Suntech，SKCHaas以及LG化學(xué)等。

多功能棱鏡片多功能棱鏡片是一種較高階的產(chǎn)品，整合了棱鏡片與擴(kuò)散片的功能，較普通型棱鏡片有更好的發(fā)光效率。要緊的供貨商有：新和、迎輝與LG電子。并且，韓國(guó)面板廠(chǎng)商較XXX與XXX廠(chǎng)商更快地由普通型棱鏡片轉(zhuǎn)換為多功能棱鏡片。

微透鏡膜片微透鏡膜片是將棱鏡片與擴(kuò)散片功能整合到一張膜里，有許多面板采納二張微透鏡膜以取代一張棱鏡片加二張上下擴(kuò)的架構(gòu)，目前要緊應(yīng)用的產(chǎn)品為32英寸、37英寸與40英寸液晶電視。面板要緊的供貨商為韓國(guó)公司如MNTech、SKCHaas、新和LG化學(xué)以及LGMicron。

反射型偏光增亮膜目前惟獨(dú)3M公司一家供貨商。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示它是目前所有種類(lèi)光學(xué)膜中使發(fā)光效率提高的最好產(chǎn)品，發(fā)光效率能較其它產(chǎn)品高出至少30%，只是目前有點(diǎn)韓國(guó)廠(chǎng)商也開(kāi)始推出類(lèi)似功能的產(chǎn)品，如MNTech的NPRF,新和的CLC與Woongjin以及XXXZeonor的Zeno等。

LCD增亮膜及幅面薄膜傳送工藝的研究]

我們簡(jiǎn)要介紹下背光模組的組成，背光模組由光源CLightSource)、導(dǎo)光板(LightGuidePlate）、擴(kuò)散膜(Diffuser)、增光片(BEF,PrismSheet)、反射板(Reflector)等組成。冷陰極管的線(xiàn)型光源從側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光板，經(jīng)導(dǎo)光板的散射轉(zhuǎn)化為均勻分布的面光源，然后通過(guò)擴(kuò)散片的再次均光作用射入棱鏡片，由十棱鏡片的集光作用，符合某種角度的光線(xiàn)被射出，即操縱了光線(xiàn)的出射角度，又增加了光線(xiàn)的亮度。別符合角度的光線(xiàn)經(jīng)棱鏡片折射返回?cái)U(kuò)散片，再次被利用。

普通而言，市場(chǎng)的期待方向?yàn)閯e斷應(yīng)用在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，推出整合型的光學(xué)

膜產(chǎn)品，將單純BEF功能附加到其它高階光學(xué)膜上，使光學(xué)膜產(chǎn)生更高的附加價(jià)值，整合式光學(xué)膜已成為背光模塊增亮技術(shù)進(jìn)展方向。

棱鏡膜(BEF,BrightnessEnhancementFilm)，其利用周密的微復(fù)制技術(shù)，形成特別的棱鏡結(jié)構(gòu)，能夠治理光的角度以達(dá)到增亮的效果。

多層膜結(jié)構(gòu)的反射式偏光片(DBEF,DualBrightnessEnhancementFilm)，利用多層膜技技術(shù)形成一個(gè)有特別性質(zhì)之薄膜，能夠?qū)⒐饩€(xiàn)預(yù)偏極化，同暗反射本會(huì)被下偏光片汲取的偏極光，經(jīng)背光模組回收再利用，達(dá)到全面增光的效果。

增強(qiáng)型鏡面反射型膜(ESR,EnhancedSpecularReflector)，其為在可見(jiàn)光區(qū)具有高度反射率之多層鏡面反射膜，能夠大幅提高燈管的發(fā)光效率。

由上可知，上述的二大種增亮膜是基十對(duì)背光源在角度改進(jìn)，操縱偏振態(tài)及減少汲取二方面所做出的努力。

1、BEF棱鏡膜的光學(xué)原理

棱鏡膜的設(shè)計(jì)思想起源十玻璃二棱鏡，與玻璃棱鏡別同，棱鏡膜是運(yùn)用樹(shù)脂材料對(duì)光線(xiàn)的角度舉行操縱，使光源發(fā)出的光經(jīng)棱鏡面反射后最后能以預(yù)期的固定角度射出。下圖3.1我們能夠看到棱鏡膜的微觀結(jié)構(gòu)，固定棱鏡頂角和間距的棱鏡規(guī)律地排成一排，散射過(guò)來(lái)的別同角度的光在相鄰棱鏡間舉行反射和折射，使更多的光按預(yù)期的方向射出。棱鏡膜的關(guān)鍵參數(shù)是兩各棱鏡的間距(如圖Pitch），及棱鏡頂點(diǎn)的角度(如圖ApexAngle>，別同的棱鏡間距和頂點(diǎn)角度會(huì)浮現(xiàn)別同的出射光角度。50um的棱鏡間距和90度的頂點(diǎn)角度是常用的規(guī)格參數(shù)，這是在別斷實(shí)驗(yàn)后得出的最佳參數(shù)，那個(gè)規(guī)格的棱鏡膜使惟獨(dú)出射角在(法線(xiàn)方向)士350內(nèi)的光才干被折射導(dǎo)出，超過(guò)此角度范圍外的光經(jīng)反射返回背光系統(tǒng)得以重復(fù)利用，直至以理想角度(士350內(nèi))導(dǎo)出。

2、BEF棱鏡膜的增亮原理

BEF的增亮原理為利用其特別的棱鏡結(jié)構(gòu)治理，當(dāng)經(jīng)由擴(kuò)散片散射的光到達(dá)棱鏡表面時(shí)，小于BEF材料關(guān)鍵角度的光線(xiàn)經(jīng)棱鏡面射出，大于BEF材料關(guān)鍵角度的光線(xiàn)經(jīng)棱鏡面反射回?cái)U(kuò)散片，約50%的光被再次循環(huán)利用。如此出射光線(xiàn)集中在+/-35°(與法線(xiàn)方向)的范圍內(nèi)，提高了中心視角的亮度(如下圖3.6).通常一片BEF約可提高60%的亮度，通常建議搭配2張交叉的BEF可達(dá)到最佳的增亮效果(最高可達(dá)到120%的增益)，

總言之，對(duì)十一束散射光來(lái)說(shuō)，36.8%的光線(xiàn)會(huì)被初次利用，46.3%的光會(huì)經(jīng)該棱鏡反射回?cái)U(kuò)散片，而11.8%的光需經(jīng)相鄰的棱鏡片反射回?cái)U(kuò)散片被再次循環(huán)利用。固然，難可幸免，會(huì)有約5.1%的部分大角度的光線(xiàn)被損失掉。

目前最常使用的光學(xué)膜是屬于BEF90/50，其中90°為棱鏡的角度，50則為棱鏡的間隔(um)。由于棱鏡片是靠光線(xiàn)在棱鏡別斷舉行全反射.并基由其特別結(jié)構(gòu)將光做有效的治理及應(yīng)用，所以若棱鏡峰別是90度直角，便會(huì)使得發(fā)生全反射的機(jī)遇落低，這樣一來(lái)的增亮效果將會(huì)大大落低。

BEFII系列中，TBEF，可兼顧提高正面亮度和薄型設(shè)計(jì);BEF1190/50,著重于亮度的提高，以及BEFII90/24，用十減輕反射摩爾效應(yīng);BEFIII系列，采納了無(wú)規(guī)則棱鏡結(jié)構(gòu)，落低了光偶合wet-out現(xiàn)象和摩爾效應(yīng)，下表面的霧處理使面光源更均勻;RBEF系列和WBEF提供了更寬的視角以及更柔和的顯示。此外，BEF和DBEF或ESR一起使用時(shí)，能夠進(jìn)一步增加亮度

3、多層膜結(jié)構(gòu)的反射型偏光片DBEF的工作原理

傳統(tǒng)型偏光片是屬十汲取型偏光片，要緊是以碘系化合物經(jīng)由拉伸}fU成。光行進(jìn)時(shí)與汲取軸同方向的光，與碘化合物產(chǎn)生共振}fU被汲取，另一方向的光才干穿透。這樣一來(lái)，最多僅有50%的光會(huì)經(jīng)過(guò)下偏，這造成光積大的損耗。DBEF則是利用高分子的特性，使與穿透軸同方向的光能經(jīng)過(guò)，但另一方向的光能被反射回去，這些被反射回去的光，經(jīng)由各兀件的非極化后，又能再度且別斷的被DBEF利用，使其能有更多的光能經(jīng)過(guò)下偏光片.

4、增亮膜產(chǎn)品的搭配

由于增亮膜產(chǎn)品的市場(chǎng)分額的大小，我們可將其羅列稱(chēng)如圖3.33的金字塔結(jié)構(gòu)(此圖只為增亮膜產(chǎn)品的最基本結(jié)構(gòu)，別涵蓋介于兩產(chǎn)品系列間的開(kāi)辟的新產(chǎn)品)。增亮產(chǎn)品中最底層為應(yīng)用最廣的擴(kuò)散片，幾乎每一背光源都會(huì)用到至少一片，其次為BEF棱鏡增亮膜，以及多層膜結(jié)構(gòu)的反射型偏光片DBEF。此外，也有BEF與DBEF搭配使用的增亮片。普通而言，關(guān)于Notebook以及Monitor的設(shè)計(jì)，覺(jué)大部分廠(chǎng)商會(huì)選用兩正交的BEF與DBEF搭配以達(dá)到120%的亮度增益，而關(guān)于TV的設(shè)計(jì)上，因需思考視角的要求，則需使用一張BEF搭配DBEF即可。

在BEF約DBEF的搭配使用中，我們需注意，BEF只能放在DBEF的下方使用。這是因?yàn)镈BEF屬于反射式偏光片，光線(xiàn)透過(guò)DBEF后會(huì)被偏極化，假如在DBEF上方放上BEF，會(huì)使得原本已被偏極化的光線(xiàn)透過(guò)PEF基材，再度回復(fù)形成非極化光，使得透過(guò)下偏后會(huì)有部分的光被汲取造成亮度下落。

基于增亮膜在LCD顯示器中的常用組合，我們將測(cè)得的亮度圖做如下圖3.34的比較。其中包括一般顯示片，BEFII90/50增亮片顯示，DBEF增亮顯示，正交的兩片BEF增亮顯示，一片DBEF和一片BEF的增亮顯示以及一片DBEF和兩片正交的BEF增亮顯示?？梢?jiàn)其亮度依次為55.27nits,83.10nits,87.27nits,108.70nits,114.60nits和130.80nits.

【LCD增亮膜專(zhuān)利技術(shù)分析】

3M目前是全球棱鏡片(BEF)與反射式偏光增亮膜(DBEF)的要緊供貨商,目前差不多推出棱鏡片與擴(kuò)散功能相結(jié)合的產(chǎn)品,在傳統(tǒng)棱鏡片的基材下側(cè)涂布含有擴(kuò)散材料,使光學(xué)膜并且具有擴(kuò)散膜與棱鏡片的效果,也能夠幸免棱鏡片磨損。最新的產(chǎn)品7BEF-RP90/248(見(jiàn)圖1)結(jié)合原本棱鏡片與增亮膜的功能,節(jié)約光學(xué)膜的數(shù)量,減少組裝成本,復(fù)合式增光片(Mult-iFunctionOp-ticalFilm)是在DBEF為基材,上方則為BEF的棱鏡結(jié)構(gòu),使其并且具有棱鏡片與DBEF的性質(zhì),能夠減少使用一片BEF,并且能夠減少背光模塊的厚度(見(jiàn)圖1)。

增亮膜專(zhuān)利技術(shù)要緊特征:

增亮片要緊分為2大類(lèi):棱鏡膜(BEF:BrightnessEnhancementFilm)系列和反射型偏光

增亮膜(DBEF:Dua-lBrightnessEnhanceFilm)。

棱鏡膜(BEF)是利用3M微棱鏡技術(shù)創(chuàng)造的光學(xué)薄膜,其表面為20Lm左右高度的微棱鏡結(jié)構(gòu)。棱鏡膜(BEF)的增亮原理,是將原先大視角的發(fā)散光,聚集在較小的角度范圍內(nèi)出射,從而增加了正視的亮度。

反射型偏光增亮膜(DualBrightnessEn-hancementFilm;DBEF)的原理主親是利用兩種別同高低折射率的材料組成多層膜。白光透過(guò)多層膜時(shí),未偏極化的白光被分成平行于入射面的P光與垂直于入射面的S光兩種,P波穿透而S波反射。經(jīng)界面再次反射的S波將轉(zhuǎn)變?yōu)镻波后穿透,通過(guò)多次反射,最后多數(shù)光源將穿透偏光膜,起到增亮效應(yīng)。

與棱鏡膜(BEF)的增亮方式相比,DBEF在增亮的并且,對(duì)視角沒(méi)有妨礙。所以,反射型偏光片(DBEF),非?？毂粡V泛應(yīng)用于LCDTV這類(lèi)對(duì)亮度要求非常高的大尺寸產(chǎn)品。

當(dāng)入射的a光線(xiàn)射入到棱鏡結(jié)構(gòu)231的底面232后,由于空氣的折射率小于該棱鏡部分231的折射率,依據(jù)折射定律,其折射角將小于入射角。當(dāng)折射光線(xiàn)通過(guò)歪面233出射時(shí),由于該棱鏡結(jié)構(gòu)231的折射率大于空氣折射率,因而再依據(jù)折射定律,出射光線(xiàn)b的出射角將大于折射角。通過(guò)此光路,使原本歪射入該底面的光線(xiàn)a的行進(jìn)