棱镜片
3M公司发明的产品
棱镜膜BEF(Brightness Enhancement Film),或称棱镜片,是由3M公司发明的产品,并率先应用于液晶显示中,以提高显示屏的正面亮度。
技术介绍
镜膜是利用3M微复制技术,将丙烯酸树脂制成的棱镜结构制作在PET基材上制造而成的光学薄膜,其表面是高度为20~50微米左右的微棱镜结构。按照几何光学原理,背光源出射的光线经过棱镜膜及背光源系统的循环作用,最终汇聚在正视方向出射,从而达到增亮效果。
当该膜片在背光源中使用时,从光源射入的光在通过棱镜结构时,只有入射光在某一角度范围之内的光才可以通过折射作用出射,其余的光因不满足折射条件而被棱镜边沿反射回光源,再由光源底部的反射片作用而重新出射。这样,背光源中的光线在棱镜结构的作用下,不断的循环利用,原本向各个方向发散的光线在通过棱镜膜后,被控制到70o的角度范围内,从而达到轴向亮度增强的效果。根据测试,BEF系列增亮膜的单张有效穿透率增幅约60%左右。
发明故事
化平凡为神奇的增亮膜BEF:二十多年前的一个冬天,加拿大魁北克的一个地下室里,一个3M的研究员正在作实验。由于地处北半球高纬度,冬日的太阳整日低低地挂在地平线上方。于是他发明了一种带棱镜的玻璃导管,斜射的阳光射入导管一端后,会沿着导管壁传播,整个管子象个灯管通体发亮,地下室顿时亮堂了不少。
后来3M采用薄膜技术来生产这种光导管。在很多年内,这种棱镜导管的应用一直局限在建筑物的照明或装饰上,每年只有很小的销售量。
二十世纪九十年代,随着笔记本电脑的普及,液晶显示技术开始飞速发展。但是由于液晶板独特的特性和构造,光的利用率很低。如何增加液晶显示的亮度一直是困扰科研人员的难题。
又是一个很偶然的奇思妙想,3M的科学家发现,如果将这种棱镜导管剪开,平铺在LCD背光源上,可以起到聚光的作用,使液晶显示屏正向的亮度大大提高。
又经过一段时间的研究开发,3M结合微复制技术和薄膜技术,进一步优化了这一产品,使其增亮效果更加显著,并将其命名为增亮膜BEF(BrightnessEnhancement Film)。
但是如何让客户接受这一全新的产品呢?3M的工程师购买了相同的两台当时在市场上最好的笔记本电脑。将其中一台加上两片棱镜方向相互垂直的BEF,它的亮度竟然比原先增加了一倍多!
当这样两台电脑摆在它的制造商面前,他们很快就被说服了。就从这一天起,BEF开始了它的神奇之旅,广泛应用于小至手机、PDA,大至电脑显示器、液晶电视等各种液晶显示产品中。
产品应用
手持设备
今天,棱镜膜已经成为手持式设备的液晶显示器件中不可或缺的原材料。:图3展示了一款市场主流的手机液晶显示器件的背光源结构,在该结构中,不仅使用了基于微复制技术的棱镜膜(TBEF / TBEF II –Ti / TBEF II –Mi )、基于多层膜技术,反射率在99%以上的反射膜 (ESR), 还有同时结合了微复制技术与多层膜技术的复合型增亮膜(BEF-RP/ BEF-RP IIr / BEF-RP II)。
其中,TBEF是Thin Brightness EnhancementFilm的缩写,是一种棱镜型的增亮膜片,利用3M独有的微复制技术,将丙烯酸树脂制成的棱镜结构制作在PET基材上,形成总厚度只有60~65微米的棱镜膜片。
笔记本
棱镜膜在笔记本的显示器中也是最普及的应用,最常用的是BEFII的材料。根据具体要求,在笔记本的液晶显示屏中可选择使用一张棱镜片或是2张正交放置的棱镜片。
当经由下扩散片中出射的光通过棱镜膜后,向轴向聚集。图5所示,在使用了一张BEFII以后,亮度视角会减小,但相对的中心点亮度及可视范围内的亮度会有约50%左右的增加。在使用了2张正交的BEFII后,亮度视角会进一步减小,可视范围会更向中心轴靠拢,同时,中心点亮度则会有约110%的增加。从而,达到了增加可视范围内亮度的作用。
显示器电视
通常由于显示器与电视中所需的亮度视角较笔记本显示屏要大,故而通常仅使用一张棱镜片。在大尺寸的液晶模组中,3M通常会推荐使用BEFIII系列的棱镜膜。BEFIII相比起BEFII,从截面图上来看它的棱镜并非是大小相等的微棱镜结构。若使用这种随机棱镜结构,可以消除光耦合,减少反射摩尔效应。
参考资料
最新修订时间:2022-07-23 17:07
目录
概述
技术介绍
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