光学增亮棱镜膜技术综述

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐光学增亮棱镜膜技术综述应用于背光模块改善整个背光系统发光效率的增亮膜要紧有四种类型：普通棱镜片，多功能棱镜片，微透镜膜片与反射型偏光增亮膜，每种光学膜也有着别同的市场特性。

普通棱镜片，棱镜片的要紧功能为将灯源发出的光线予以导正以增加发光效率目前最要紧的供货商为3M公司，其它供货商有MitsubishiRayon，LG电子，新和，大XXX印刷，LGS,XXX嘉威,迎辉,友辉,Suntech，SKCHaas以及LG化学等。

多功能棱镜片多功能棱镜片是一种较高阶的产品，整合了棱镜片与扩散片的功能，较普通型棱镜片有更好的发光效率。要紧的供货商有：新和、迎辉与LG电子。并且，韩国面板厂商较XXX与XXX厂商更快地由普通型棱镜片转换为多功能棱镜片。

微透镜膜片微透镜膜片是将棱镜片与扩散片功能整合到一张膜里，有许多面板采纳二张微透镜膜以取代一张棱镜片加二张上下扩的架构，目前要紧应用的产品为32英寸、37英寸与40英寸液晶电视。面板要紧的供货商为韩国公司如MNTech、SKCHaas、新和LG化学以及LGMicron。

反射型偏光增亮膜目前惟独3M公司一家供货商。据实验结果显示它是目前所有种类光学膜中使发光效率提高的最好产品，发光效率能较其它产品高出至少30%，只是目前有点韩国厂商也开始推出类似功能的产品，如MNTech的NPRF,新和的CLC与Woongjin以及XXXZeonor的Zeno等。

LCD增亮膜及幅面薄膜传送工艺的研究]

我们简要介绍下背光模组的组成，背光模组由光源CLightSource)、导光板(LightGuidePlate）、扩散膜(Diffuser)、增光片(BEF,PrismSheet)、反射板(Reflector)等组成。冷阴极管的线型光源从侧面进入导光板，经导光板的散射转化为均匀分布的面光源，然后通过扩散片的再次均光作用射入棱镜片，由十棱镜片的集光作用，符合某种角度的光线被射出，即操纵了光线的出射角度，又增加了光线的亮度。别符合角度的光线经棱镜片折射返回扩散片，再次被利用。

普通而言，市场的期待方向为别断应用在技术上的优势，推出整合型的光学

膜产品，将单纯BEF功能附加到其它高阶光学膜上，使光学膜产生更高的附加价值，整合式光学膜已成为背光模块增亮技术进展方向。

棱镜膜(BEF,BrightnessEnhancementFilm)，其利用周密的微复制技术，形成特别的棱镜结构，能够治理光的角度以达到增亮的效果。

多层膜结构的反射式偏光片(DBEF,DualBrightnessEnhancementFilm)，利用多层膜技技术形成一个有特别性质之薄膜，能够将光线预偏极化，同暗反射本会被下偏光片汲取的偏极光，经背光模组回收再利用，达到全面增光的效果。

增强型镜面反射型膜(ESR,EnhancedSpecularReflector)，其为在可见光区具有高度反射率之多层镜面反射膜，能够大幅提高灯管的发光效率。

由上可知，上述的二大种增亮膜是基十对背光源在角度改进，操纵偏振态及减少汲取二方面所做出的努力。

1、BEF棱镜膜的光学原理

棱镜膜的设计思想起源十玻璃二棱镜，与玻璃棱镜别同，棱镜膜是运用树脂材料对光线的角度举行操纵，使光源发出的光经棱镜面反射后最后能以预期的固定角度射出。下图3.1我们能够看到棱镜膜的微观结构，固定棱镜顶角和间距的棱镜规律地排成一排，散射过来的别同角度的光在相邻棱镜间举行反射和折射，使更多的光按预期的方向射出。棱镜膜的关键参数是两各棱镜的间距(如图Pitch），及棱镜顶点的角度(如图ApexAngle>，别同的棱镜间距和顶点角度会浮现别同的出射光角度。50um的棱镜间距和90度的顶点角度是常用的规格参数，这是在别断实验后得出的最佳参数，那个规格的棱镜膜使惟独出射角在(法线方向)士350内的光才干被折射导出，超过此角度范围外的光经反射返回背光系统得以重复利用，直至以理想角度(士350内)导出。

2、BEF棱镜膜的增亮原理

BEF的增亮原理为利用其特别的棱镜结构治理，当经由扩散片散射的光到达棱镜表面时，小于BEF材料关键角度的光线经棱镜面射出，大于BEF材料关键角度的光线经棱镜面反射回扩散片，约50%的光被再次循环利用。如此出射光线集中在+/-35°(与法线方向)的范围内，提高了中心视角的亮度(如下图3.6).通常一片BEF约可提高60%的亮度，通常建议搭配2张交叉的BEF可达到最佳的增亮效果(最高可达到120%的增益)，

总言之，对十一束散射光来说，36.8%的光线会被初次利用，46.3%的光会经该棱镜反射回扩散片，而11.8%的光需经相邻的棱镜片反射回扩散片被再次循环利用。固然，难可幸免，会有约5.1%的部分大角度的光线被损失掉。

目前最常使用的光学膜是属于BEF90/50，其中90°为棱镜的角度，50则为棱镜的间隔(um)。由于棱镜片是靠光线在棱镜别断举行全反射.并基由其特别结构将光做有效的治理及应用，所以若棱镜峰别是90度直角，便会使得发生全反射的机遇落低，这样一来的增亮效果将会大大落低。

BEFII系列中，TBEF，可兼顾提高正面亮度和薄型设计;BEF1190/50,着重于亮度的提高，以及BEFII90/24，用十减轻反射摩尔效应;BEFIII系列，采纳了无规则棱镜结构，落低了光偶合wet-out现象和摩尔效应，下表面的雾处理使面光源更均匀;RBEF系列和WBEF提供了更宽的视角以及更柔和的显示。此外，BEF和DBEF或ESR一起使用时，能够进一步增加亮度

3、多层膜结构的反射型偏光片DBEF的工作原理

传统型偏光片是属十汲取型偏光片，要紧是以碘系化合物经由拉伸}fU成。光行进时与汲取轴同方向的光，与碘化合物产生共振}fU被汲取，另一方向的光才干穿透。这样一来，最多仅有50%的光会经过下偏，这造成光积大的损耗。DBEF则是利用高分子的特性，使与穿透轴同方向的光能经过，但另一方向的光能被反射回去，这些被反射回去的光，经由各兀件的非极化后，又能再度且别断的被DBEF利用，使其能有更多的光能经过下偏光片.

4、增亮膜产品的搭配

由于增亮膜产品的市场分额的大小，我们可将其罗列称如图3.33的金字塔结构(此图只为增亮膜产品的最基本结构，别涵盖介于两产品系列间的开辟的新产品)。增亮产品中最底层为应用最广的扩散片，几乎每一背光源都会用到至少一片，其次为BEF棱镜增亮膜，以及多层膜结构的反射型偏光片DBEF。此外，也有BEF与DBEF搭配使用的增亮片。普通而言，关于Notebook以及Monitor的设计，觉大部分厂商会选用两正交的BEF与DBEF搭配以达到120%的亮度增益，而关于TV的设计上，因需思考视角的要求，则需使用一张BEF搭配DBEF即可。

在BEF约DBEF的搭配使用中，我们需注意，BEF只能放在DBEF的下方使用。这是因为DBEF属于反射式偏光片，光线透过DBEF后会被偏极化，假如在DBEF上方放上BEF，会使得原本已被偏极化的光线透过PEF基材，再度回复形成非极化光，使得透过下偏后会有部分的光被汲取造成亮度下落。

基于增亮膜在LCD显示器中的常用组合，我们将测得的亮度图做如下图3.34的比较。其中包括一般显示片，BEFII90/50增亮片显示，DBEF增亮显示，正交的两片BEF增亮显示，一片DBEF和一片BEF的增亮显示以及一片DBEF和两片正交的BEF增亮显示。可见其亮度依次为55.27nits,83.10nits,87.27nits,108.70nits,114.60nits和130.80nits.

【LCD增亮膜专利技术分析】

3M目前是全球棱镜片(BEF)与反射式偏光增亮膜(DBEF)的要紧供货商,目前差不多推出棱镜片与扩散功能相结合的产品,在传统棱镜片的基材下侧涂布含有扩散材料,使光学膜并且具有扩散膜与棱镜片的效果,也能够幸免棱镜片磨损。最新的产品7BEF-RP90/248(见图1)结合原本棱镜片与增亮膜的功能,节约光学膜的数量,减少组装成本,复合式增光片(Mult-iFunctionOp-ticalFilm)是在DBEF为基材,上方则为BEF的棱镜结构,使其并且具有棱镜片与DBEF的性质,能够减少使用一片BEF,并且能够减少背光模块的厚度(见图1)。

增亮膜专利技术要紧特征:

增亮片要紧分为2大类:棱镜膜(BEF:BrightnessEnhancementFilm)系列和反射型偏光

增亮膜(DBEF:Dua-lBrightnessEnhanceFilm)。

棱镜膜(BEF)是利用3M微棱镜技术创造的光学薄膜,其表面为20Lm左右高度的微棱镜结构。棱镜膜(BEF)的增亮原理,是将原先大视角的发散光,聚集在较小的角度范围内出射,从而增加了正视的亮度。

反射型偏光增亮膜(DualBrightnessEn-hancementFilm;DBEF)的原理主亲是利用两种别同高低折射率的材料组成多层膜。白光透过多层膜时,未偏极化的白光被分成平行于入射面的P光与垂直于入射面的S光两种,P波穿透而S波反射。经界面再次反射的S波将转变为P波后穿透,通过多次反射,最后多数光源将穿透偏光膜,起到增亮效应。

与棱镜膜(BEF)的增亮方式相比,DBEF在增亮的并且,对视角没有妨碍。所以,反射型偏光片(DBEF),非常快被广泛应用于LCDTV这类对亮度要求非常高的大尺寸产品。

当入射的a光线射入到棱镜结构231的底面232后,由于空气的折射率小于该棱镜部分231的折射率,依据折射定律,其折射角将小于入射角。当折射光线通过歪面233出射时,由于该棱镜结构231的折射率大于空气折射率,因而再依据折射定律,出射光线b的出射角将大于折射角。通过此光路,使原本歪射入该底面的光线a的行进