光學增亮棱鏡膜技術綜述

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦光學增亮棱鏡膜技術綜述應用于背光模塊改善整個背光系統(tǒng)發(fā)光效率的增亮膜要緊有四種類型：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，每種光學膜也有著別同的市場特性。

普通棱鏡片，棱鏡片的要緊功能為將燈源發(fā)出的光線予以導正以增加發(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化學等。

多功能棱鏡片多功能棱鏡片是一種較高階的產品，整合了棱鏡片與擴散片的功能，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，韓國面板廠商較XXX與XXX廠商更快地由普通型棱鏡片轉換為多功能棱鏡片。

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的架構，目前要緊應用的產品為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公司如MNTech、SKCHaas、新和LG化學以及LGMicron。

反射型偏光增亮膜目前惟獨3M公司一家供貨商。據(jù)實驗結果顯示它是目前所有種類光學膜中使發(fā)光效率提高的最好產品，發(fā)光效率能較其它產品高出至少30%，只是目前有點韓國廠商也開始推出類似功能的產品，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]

我們簡要介紹下背光模組的組成，背光模組由光源CLightSource)、導光板(LightGuidePlate）、擴散膜(Diffuser)、增光片(BEF,PrismSheet)、反射板(Reflector)等組成。冷陰極管的線型光源從側面進入導光板，經(jīng)導光板的散射轉化為均勻分布的面光源，然后通過擴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被射出，即操縱了光線的出射角度，又增加了光線的亮度。別符合角度的光線經(jīng)棱鏡片折射返回擴散片，再次被利用。

普通而言，市場的期待方向為別斷應用在技術上的優(yōu)勢，推出整合型的光學

膜產品，將單純BEF功能附加到其它高階光學膜上，使光學膜產生更高的附加價值，整合式光學膜已成為背光模塊增亮技術進展方向。

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

多層膜結構的反射式偏光片(DBEF,DualBrightnessEnhancementFilm)，利用多層膜技技術形成一個有特別性質之薄膜，能夠將光線預偏極化，同暗反射本會被下偏光片汲取的偏極光，經(jīng)背光模組回收再利用，達到全面增光的效果。

增強型鏡面反射型膜(ESR,EnhancedSpecularReflector)，其為在可見光區(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背光源在角度改進，操縱偏振態(tài)及減少汲取二方面所做出的努力。

1、BEF棱鏡膜的光學原理

棱鏡膜的設計思想起源十玻璃二棱鏡，與玻璃棱鏡別同，棱鏡膜是運用樹脂材料對光線的角度舉行操縱，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構，固定棱鏡頂角和間距的棱鏡規(guī)律地排成一排，散射過來的別同角度的光在相鄰棱鏡間舉行反射和折射，使更多的光按預期的方向射出。棱鏡膜的關鍵參數(shù)是兩各棱鏡的間距(如圖Pitch），及棱鏡頂點的角度(如圖ApexAngle>，別同的棱鏡間距和頂點角度會浮現(xiàn)別同的出射光角度。50um的棱鏡間距和90度的頂點角度是常用的規(guī)格參數(shù)，這是在別斷實驗后得出的最佳參數(shù)，那個規(guī)格的棱鏡膜使惟獨出射角在(法線方向)士350內的光才干被折射導出，超過此角度范圍外的光經(jīng)反射返回背光系統(tǒng)得以重復利用，直至以理想角度(士350內)導出。

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構治理，當經(jīng)由擴散片散射的光到達棱鏡表面時，小于BEF材料關鍵角度的光線經(jīng)棱鏡面射出，大于BEF材料關鍵角度的光線經(jīng)棱鏡面反射回擴散片，約50%的光被再次循環(huán)利用。如此出射光線集中在+/-35°(與法線方向)的范圍內，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可達到最佳的增亮效果(最高可達到120%的增益)，

總言之，對十一束散射光來說，36.8%的光線會被初次利用，46.3%的光會經(jīng)該棱鏡反射回擴散片，而11.8%的光需經(jīng)相鄰的棱鏡片反射回擴散片被再次循環(huán)利用。固然，難可幸免，會有約5.1%的部分大角度的光線被損失掉。

目前最常使用的光學膜是屬于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在棱鏡別斷舉行全反射.并基由其特別結構將光做有效的治理及應用，所以若棱鏡峰別是90度直角，便會使得發(fā)生全反射的機遇落低，這樣一來的增亮效果將會大大落低。

BEFII系列中，TBEF，可兼顧提高正面亮度和薄型設計;BEF1190/50,著重于亮度的提高，以及BEFII90/24，用十減輕反射摩爾效應;BEFIII系列，采納了無規(guī)則棱鏡結構，落低了光偶合wet-out現(xiàn)象和摩爾效應，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，能夠進一步增加亮度

3、多層膜結構的反射型偏光片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。光行進時與汲取軸同方向的光，與碘化合物產生共振}fU被汲取，另一方向的光才干穿透。這樣一來，最多僅有50%的光會經(jīng)過下偏，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，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)過下偏光片.

4、增亮膜產品的搭配

由于增亮膜產品的市場分額的大小，我們可將其羅列稱如圖3.33的金字塔結構(此圖只為增亮膜產品的最基本結構，別涵蓋介于兩產品系列間的開辟的新產品)。增亮產品中最底層為應用最廣的擴散片，幾乎每一背光源都會用到至少一片，其次為BEF棱鏡增亮膜，以及多層膜結構的反射型偏光片DBEF。此外，也有BEF與DBEF搭配使用的增亮片。普通而言，關于Notebook以及Monitor的設計，覺大部分廠商會選用兩正交的BEF與DBEF搭配以達到120%的亮度增益，而關于TV的設計上，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。這是因為DBEF屬于反射式偏光片，光線透過DBEF后會被偏極化，假如在DBEF上方放上BEF，會使得原本已被偏極化的光線透過PEF基材，再度回復形成非極化光，使得透過下偏后會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。可見其亮度依次為55.27nits,83.10nits,87.27nits,108.70nits,114.60nits和130.80nits.

【LCD增亮膜專利技術分析】

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散功能相結合的產品,在傳統(tǒng)棱鏡片的基材下側涂布含有擴散材料,使光學膜并且具有擴散膜與棱鏡片的效果,也能夠幸免棱鏡片磨損。最新的產品7BEF-RP90/248(見圖1)結合原本棱鏡片與增亮膜的功能,節(jié)約光學膜的數(shù)量,減少組裝成本,復合式增光片(Mult-iFunctionOp-ticalFilm)是在DBEF為基材,上方則為BEF的棱鏡結構,使其并且具有棱鏡片與DBEF的性質,能夠減少使用一片BEF,并且能夠減少背光模塊的厚度(見圖1)。

增亮膜專利技術要緊特征:

增亮片要緊分為2大類: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微棱鏡技術創(chuàng)造的光學薄膜,其表面為20Lm左右高度的微棱鏡結構。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。白光透過多層膜時,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波將轉變?yōu)镻波后穿透,通過多次反射,最后多數(shù)光源將穿透偏光膜,起到增亮效應。

與棱鏡膜(BEF)的增亮方式相比,DBEF在增亮的并且,對視角沒有妨礙。所以,反射型偏光片(DBEF),非常快被廣泛應用于LCDTV這類對亮度要求非常高的大尺寸產品。

當入射的a光線射入到棱鏡結構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。當折射光線通過歪面233出射時,由于該棱鏡結構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b的出射角將大于折射角。通過此光路,使原本歪射入該底面的光線a的行進