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增光贴布原理与应用


增光贴布原理与应用
我司部品的核心原材料-----增光贴布﹐其起到的作用是相对未使用增光贴布的部品可以增加亮度 (单片增光贴布可以增加 60%左右的光度) ﹐但其增加度光功能必须跟 LCD 相结合使用时﹐才能发挥 其增光功能。对增光贴布的原理﹑应用与贴布规格作简要介绍。

背光源光能利用率( 背光源光能利用率(未使用增光贴布)
Surfac

e reflection Analyser Color Filter LC Polarizer Lite pipe Backlit

透光率

光利用率

90% 90% 30% 95% 40% 60% 100%

5% 6% 7% 23% 24% 60%

从上面光能利用图可以看出﹐光源通过 LCD 的通过率是很低的﹐所以我们必须提高光能的 LCD 通 过率来提高亮度﹐像 DBEF 等产品可利用光线折射原理进行聚光作用与其偏光轴﹑光线来往反复利用来 提高光线通过率。

增光贴布的种类
我司所使用增光贴布主要供货商是 3M﹐3M 公司对此贴布分为两大类﹕增光膜与聚光膜。 其中增光膜有﹕DBEF-E﹑DEBEF-D﹑DBEF-M﹑ESR﹑DRPF﹔聚光膜﹕BEFII90/24﹑BEFII90/50﹑ BEFIII90/50T﹑BEFIII90/50M﹑Thin BEF﹑BEF-RP。 增光膜﹕ 增光膜﹕依据能量守恒定理﹐光能(光的亮度)是不可能增加﹐其增光功能主要是结合 LCD 偏光轴 角度特性和利用光线来往反复利用提高光能的利用率(相对于未使用增光贴布部品有增光 作用) 。贴布有﹕DBEF-E;DEBEF-D;DBEF-M﹑ESR﹑DRPF﹔ 聚光膜﹕ 聚光膜﹕聚光膜是利用光线折射原理来回重复利用和依靠其高通过率与棱镜作用将全方位角度的光 束聚集到角度较窄的光束﹐以提高中间角度的亮度﹐但依据能量守恒定理﹐除中间角度的 亮度其它角度的亮度将减弱﹔(相对于未使用增光贴布部品﹐使用单一块增光膜部品其亮 ( 度可增加 60%﹔使用两块条纹角度相差 90 度部品﹐其亮度可以增加 120%。贴布有﹕ BEFII90/24﹑BEFII90/50﹑BEFIII90/50T﹑BEFIII90/50M﹑Thin BEF﹑BEF-RP)

聚光膜
3m 公司的聚光膜主要产品有﹕BEFII90/24﹑BEFII90/50﹑BEFIII90/50T﹑BEFIII90/50M﹑Thin BEF ﹑BEF-RP。在我司所使用的聚光膜主要有﹕BEFII90/24﹑BEFII90/50﹑Thin BEF 这三大类 聚光膜。下面对 各大类聚光膜的特点作简要介绍。 聚光膜原理﹕ 聚光膜原理﹕就是利用微显棱镜技朮(光线折射原理)将全方位角度的光束聚集成小角度的光束﹐
1

其削减侧角度的亮度来提高中间角度的亮度﹐一块聚光膜仅能聚集与棱镜(条纹)垂直方向的光束可以 提高 60%的亮度﹐两块条纹角度相互垂直聚光膜则可聚集全方位的光束﹐同时可以提高 120%﹐原理图 如下图所示﹕

NO BEF
(图一) 无 BEF 之部品﹐其光束是全方位发射的﹐其中侧边的光束 (红线箭头所示)未能使用以致使光能浪费。 WITH BEF

(图二) 使用 BEF 的聚光原理如右图所示﹐从导光板发出的全 方位光束(如图一所示)﹐红色光束通过 BEF 棱镜被聚集到小 角度光束﹐蓝色光束被返回到导光板﹐光束通过导光板﹑反 射贴布将蓝色光束返回。

后的部品发光效果对照图﹕ 应用 BEF 后的部品发光效果对照图﹕

Display

BEF II 90/50

Crossed BEF II 90/50

On-Axis Brightness(轴心亮度): 87 cd/m2 Horizontal 1/2 Brightness Angle (水平视角): ) 55.5° °

On Axis Brightness(轴心亮度): 129cd/m
2

On-Axis Brightness(轴心亮度): 171 cd/m2 On-Axis Brightness Increase (轴心亮度增加倍率): 1.97

On-Axis Brightness Increase: (轴心亮度增加倍率)1.48 Horizontal 1/2 Brightness Angle (水平视角): ) 47° °

Vertical 1/2 Brightness Angle ) (垂直视角): 44.5° °

Horizontal 1/2 Brightness Angle (水平视角): ) 24.5° °

Vertical 1/2 Brightness Angle (垂直视角): ) 30.5° °

Vertical 1/2 Brightness Angle (垂直视角): ) 22.5° °

BEFII﹑BEFIII﹑Thin BEF﹑BEF-RP 四大类增光贴布主要特点﹕ ﹑ 四大类增光贴布主要特点﹕ ﹑ ﹑ 1﹑BEFII﹕ 此聚光贴布的棱镜是规则的﹐厚度为 155um﹔ 2﹑BEFIII﹕ 此聚光贴布的棱镜是不规则的﹐厚度为 155um/160um﹐可避免水波纹不良﹔
2

3﹑Thin BEF﹕此聚光贴布的棱镜是规则的结构与 BEFII 相似﹐但其厚度仅为 BEFII 厚度的一半﹔ 4﹑BEF-RP﹕ 此增光贴布将两块条纹角度相差 90 度的 BEF 与一块 DBEF 迭加在一起。

BEFII 系列
BEFII90/24﹑BEFII90/50 系列聚光膜的规格含义﹐其中 BEFII 是 3m 公司 BEFIII﹑BEFII﹑Thin BEF ﹑BEF-RP 四大类聚光膜系列部品之一﹐BEF 是指﹕Brightness Enhancement Flim ﹔II 是版本编号﹔ 90/24 与 90/50 含义分别是指﹕棱镜角与棱距﹐即 90 为两个棱镜角度呈 90 度﹔24 与 50 是两个相邻棱镜 的距离﹐如下图所示。 (当使用两块 BEF 时﹐顺序可以对调)

BEF II 90/50

Acrylic Resin 90° °

50m 155m

125m

PET BEFIII 系列
BEFIII90/50T﹑BEFIII90/50M 系列聚光膜的规格含义﹐其中 BEFIII 是 3m 公司 BEFIII﹑BEFII﹑Thin BEF﹑BEF-RP 四大类聚光膜系列部品之一﹐BEF 是指﹕Brightness Enhancement Flim ﹔90/50 含义分别 是指﹕棱镜角与棱距﹐即 90 为两个棱镜呈 90 度﹔50 是指两个相邻棱镜的距离﹐如下图所示。T 含义是 指背面光滑﹔M 含义是指背面为磨砂面(此可以减少贴布磨花不良)﹐其与 BEFII 系列最大区别是该系 列条纹(棱镜)高低是不一样的﹐此目的是用来改善水波纹不良。 (当使用两块 BEF 时﹐顺序可以对调)

BEF III 90/50

Acrylic Resin

90° °
50m

125m

155~160m

PET Thin BEF 系列 Thin BEF 聚光膜的规格含义﹐其中 Thin BEF 是 3m 公司 BEFIII﹑BEFII﹑Thin BEF﹑BEF-RP
四大类聚光膜系列部品之一﹐其部品结构跟 BEFII 相似﹐它们的差别是 Thin BEF 的厚度仅有 BEFII 的一 半。 (当使用两块 BEF 时﹐顺序可以对调)
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BEF-RP 系列
BEF-RP 系列产品不仅是聚光作用﹐其同时还有增光作用。其是由两块 BEF 与一块 DBEF 迭加压 合在一起(BEF-RP= (1 或 2 块)BEF+DBEF﹐其特点﹕ 特点﹕ 特点 a﹑比通常三块贴布组合组装要薄﹔ b﹑同时可以提高生产效率﹐减少贴布检查的次数﹔ c﹑亮度与组合组装相当﹔ d﹑视角较宽。 使用特点﹕ 使用特点﹕ a﹑可以单独使用﹔ b﹑可以跟 BEF 组合使用﹐但是 BEF 必须使用在 BEF-RP 下面﹐不可使用在 BEF-RP 上面。 结构示例图﹕ 结构示例图﹕
Color LCD DBEF-E or DBEF-M or DBEF-P
Thin BEF or BEF Thin BEF or BEF Diffuser

BEF-RP

Slab or Wedge Light Guide

ESR

BEF-RP 与通常贴布组合使用发光效果对照表﹕
Average Axial 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 3
ESR + X-TBEF ESR + BEF-RP 90/24

Average Vertical Viewicng 3M Film # of Floating 61.3 60.7

83.

83.1

400 350 300 250

Main
22c.0

30.7

High-En
24.5 23.8

200 150 100

3

3

50

ESR + X-TBEF + DBEF-P ESR + TBEF + BEF-RP 90/24

增光膜
3m 公司增光膜主要部品有﹕DBEF-E﹑DEBEF-D﹑DBEF-M﹑ESR﹑DRPF﹔在我司所使用主要部 品有﹕DBEF-E﹑DBEF-M﹑ESR 三大类贴布。下面对增光贴布作简要介绍。
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增光膜原理﹕ 增光膜原理﹕ 此贴布增光原理是利用其可对光线有选择的通过与反射功能﹕其中一个极性(偏振角度)的光线可 以顺利通过﹐另一个极性(偏振角度)的光则被反射﹔被返回的光线被再次分极﹐分为两个极来回反复 利用。最终光的利用率远高于 50%。同时与未使用增光贴布部品相比较可以增加 60%的光度﹔与 BEF 组合使用时可以增加 170%的亮度。 增光贴布透光原理图﹕ 。 增光贴布透光原理图﹕增光贴布有 800 多层﹐其对光的吸收仅为 3%(如光线处理工作原理图所示)

DBEF-E 系列 DBEF-E 系列与其它 DBEF 贴布相比较其特点是有条纹﹔使用时条纹面与 LCD 紧贴合。但其有颜
色不均之不良情形。 光线处理工作原理图

TYPICAL ABSORPTION
Incident Unpolarized Light

3M REFLECTIVE POLARIZER Incident Unpolarized Light

> 50% Absorption Loss Polarization Transmitted

< 3% Absorption Loss
Polarization Transmitted Polarization Reflected

Polarization Absorbed

增光 组合使用增光原理﹕ 贴布与 LCD 组合使用增光原理﹕ 由于 LCD 拥有一个偏振角度﹐当光线偏振角度与 LCD 偏振角度相平行时﹐光线可以顺利通过﹐当 光线偏振角度与 LCD 偏振角度相垂直时﹐光线被吸收。 DBEF 增光贴布具有相同功能﹐同样有偏振角度 特性﹐当光线偏振角度与 DBEF 偏振角度相平行时﹐光线可通过﹐但当光线偏振角度与贴布偏振角度垂 直时﹐光线被反射回﹐反射率高达 96%﹐光的吸收仅为 3%﹐如此大大提高了光的利用率。 组合使用增光特点﹕ 增光贴布与 BEF 组合使用增光特点﹕
Film Properties Brightness Increase Half Brightness for Full Viewing Angle Vertical / Horizontal Physical Characteristics Form Nominal Thickness Polarization Properties %Parallel Transmission %Perpendicular Transmission DBEF 60% 122°/120° Film 130m 85% < 5% DBEF+BEFII 125% 68°/100° Film 130 + 155m DBEF + Crossed BEF 170% 52°/50° Film 130 + 155 + 155m

N/A

N/A

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DBEF-D 系列
DBEF-D 贴布主要有如下特点﹕ 1﹑可以将水气排出﹔ 2﹑耐高温与抗弯曲强度(其正反面均增光 PVC 提高了其应用温度﹐但其厚度增加)﹔ 3﹑其颜色均匀性好﹔ 4﹑可以减少 Moire 不良。 DBEF-D 结构特点﹕ 结构特点﹕
Diffuse polycarbonate adhesive

425 +/- 40 um

DBEF adhesive Diffuse polycarbonate

DBEF 使用增光特点﹕
特性\种类 DBEF DBEF+BEFII DBEF + Crossed BEF

亮度增加率 视角(以中央亮度值一半为标准) 垂直/水平

60% 122/120

125% 68/100

170% 52/50

物理特性: 外形 通常厚度

薄膜
130 um

薄膜
130 + 155um

薄膜
130 + 155+155um

DRPF 系列(Diffuse Reflective Polarizer Film 扩散反射偏光滤光片) 系列(
其主要用途﹕ 其主要用途﹕ 一般在笔记本计算机显示屏中使用。 各类增光贴布定位表﹕ 特性\类别 Gain (增光倍数) View angle(视角) Price(价格) BEF 1.6 narrow mid DBEF 1.6 wide high DRPF 1.4 wide low DBEF/BEF 1.9 mid high DRPF/BEF 1.7 mid med

ESR 系列 此贴布为高反射率反射贴布﹐ 此贴布为高反射率反射贴布﹐其反射率高达 99.3%。其特点如下﹕ 。其特点如下﹕
1﹑ Very High Reflectivity ( 99.3 %) 2﹑100% Polymeric-------No Metals [厚度仅为 65mm] mm) 4﹑Ideal for Multiple Reflection 5﹑Works Best with DBEF and BEFs 6﹑Efficiently Returns Recycled Light ﹑ [高反射率] [纯塑料无金属﹐与 ESR-M 的主要区别]3﹑Thin Film ( 65 [多层复合反射层] [与 DBEF﹑BEF 结合使用具有更好的效果] [高效重复反射利用光能]
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ESR
类别\特性

VS

White PET
5 次循环后光利用率
0.985X0.985X0.985X0.985X0.985

反射类型与反射率 镜面反射/98.5% 扩散反射/88.5%

ESR White PET

=0.927 =0.543

0.885X0.885X0.885X0.885X0.885

增光贴布使用中会出现的质量问题 在使用增光贴布时常出现两个质量不良问题﹕ 一﹑水波纹不良 产生原因﹕ 产生原因﹕此不良是由于两块增光贴布迭加在一起﹐由于增光贴布的条纹(棱镜)所产生(BEFII 与 Thin BEF 部品会出现此种不良)﹔ 解决方案﹕ 解决方案﹕对此不良 3M 公司开发了新规格部品 BEF III﹐此规格部品特点是条纹(棱镜)高度不 一样高。此可以有效解决水波纹不良。 二﹑摩拉(moire) 摩拉( ) 此不良现象呈明暗条纹相间。 产生原因﹕ 产生原因﹕此不良是由于增光贴布条纹(棱镜)与 LCD 偏光轴匹配不良造成此不良产生。 解决方案﹕ 解决方案﹕对此不良一般变更增光贴布条纹角度或 LCD 偏光轴角度来改善。

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