稜鏡片

稜鏡膜BEF(Brightness Enhancement Film)，或稱稜鏡片，是由3M公司發明的產品，並率先套用於液晶顯示中，以提高顯示屏的正面亮度。

基本介紹

• 中文名：稜鏡片
• 外文名：Brightness Enhancement Film
• 套用於：液晶顯示
• 作用：以提高顯示屏的正面亮度

介紹

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。

產品結構及工作原理

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。

發明故事

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里，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，會沿著導管壁傳播，整個管子象個燈管通體發亮，地下室頓時亮堂了不少。

BEF發明故事插圖

後來3M採用薄膜技術來生產這種光導管。在很多年內，這種稜鏡導管的套用一直局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，隨著筆記本電腦的普及，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，進一步最佳化了這一產品，使其增亮效果更加顯著，並將其命名為增亮膜BEF(BrightnessEnhancement Film)。

但是如何讓客戶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，他們很快就被說服了。就從這一天起，BEF開始了它的神奇之旅，廣泛套用於小至手機、PDA，大至電腦顯示器、液晶電視等各種液晶顯示產品中。

產品套用

手持設備

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。下圖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）。

BEF在手機中的套用

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。

筆記本

稜鏡膜在筆記本的顯示器中也是最普及的套用，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。

BEFII在筆記本液晶顯示屏中的套用

當經由下擴散片中出射的光通過稜鏡膜後，向軸向聚集。如上圖所示，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。

BEF II 增亮效果圖

顯示器電視

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。

BEFIII的截面圖