Révéler le film prisme du film optique

Le film d'amélioration de la luminosité (BEF) est un nouveau type de film optique haute performance, également largement connu sous le nom de film prismatique en raison des caractéristiques de sa structure microscopique prismatique sur la surface extérieure. Il s'agit d'un film ou d'une feuille qui peut améliorer l'efficacité lumineuse de l'ensemble du système de rétroéclairage des modules de rétroéclairage TFT-LCD. Il a été inventé et utilisé pour la première fois par 3M aux États-Unis. En utilisant la structure de prisme spéciale du film d'amélioration de la luminosité, les principes optiques de réfraction, de réflexion totale et d'accumulation de lumière peuvent faire en sorte que la lumière dans toutes les directions se concentre sur le point de vue central, améliorant ainsi la luminosité du panneau LCD et contrôlant l'angle de vision. , réalisant ainsi des économies d'énergie.

1. Anecdotes sur la découverte des membranes prismatiques

Dans un sous-sol au Québec, au Canada, un hiver il y a plus de vingt ans, un chercheur de 3M faisait des expériences. Situé dans l'hémisphère nord à des latitudes élevées, le soleil d'hiver reste bas au-dessus de l'horizon toute la journée. Il a donc inventé un conduit de verre avec un prisme, la lumière du soleil oblique dans une extrémité du conduit, se propagera le long de la paroi du conduit, et l'ensemble tube comme une lampe à travers le corps brillant, de sorte que le sous-sol s'éclaire soudainement beaucoup.

Par la suite, 3M a utilisé la technologie des couches minces pour produire ce tube lumineux, mais pendant de nombreuses années, l'application de ce conduit prismatique s'est limitée à l'éclairage ou à la décoration des bâtiments, avec seulement un petit nombre de ventes chaque année. Dans les années 1990, la technologie des écrans à cristaux liquides a commencé à se développer à pas de géant avec la popularité des ordinateurs portables. En raison des caractéristiques et de la structure de la plaque à cristaux liquides*, l'utilisation de la lumière est très faible et la manière d'augmenter la luminosité de l'écran à cristaux liquides a été un problème difficile pour les chercheurs.

Un caprice fortuit a conduit les scientifiques de 3M à essayer de couper ce conduit prismatique et de le poser à plat sur le rétroéclairage de l'écran LCD. L'inattendu s'est produit et, grâce à l'effet de collecte de lumière du prisme, cette nouvelle méthode a permis d'améliorer considérablement la luminosité de l'écran LCD. Auparavant, les scientifiques de 3M s'étaient inspirés de l'imagination des ailes de papillon en raison de la structure physique des écailles sur la réfraction et la réflexion de la lumière pour produire différents points, en utilisant un système de contrôle de simulation informatique avancé dans l'industrie des polymères, et ont inventé avec succès 3M™ Multilayer. Technologie de film optique (Multilayer Optical Film), en modifiant la structure du film pour contrôler l'émission de lumière.

Ce film multicouche est composé de centaines de couches nanométriques, chacune ayant des propriétés matérielles différentes. Grâce à l'interaction optique entre les couches du film, la fonction de réflexion de la lumière est enfin réalisée.

À partir de là, les scientifiques de 3M ont pensé combiner ces deux découvertes particulières en une seule. Après une période de recherche et de développement, 3M a combiné la technologie de micro-réplication et la technologie du film pour optimiser davantage la fonction de collecte de lumière du conduit prismatique, l'éclaircissant ainsi*, et l'a baptisé Brightening Film BEF.

Pour que ce produit soit bien accepté par les clients, les ingénieurs de 3M ont acheté deux ordinateurs portables de test de comparaison et ont ajouté à l'un d'eux deux morceaux de film éclaircissant avec les prismes orientés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Avec ce film discret, la luminosité de l’écran de l’ordinateur a plus que doublé ! Lorsque les deux ordinateurs ont été présentés à leurs fabricants, ceux-ci ont été rapidement convaincus.

À partir de ce jour, le film éclaircissant a commencé son voyage miraculeux et a été largement utilisé dans divers produits LCD, des petits téléphones portables et PDA aux écrans d'ordinateur et téléviseurs LCD, et les fabricants de ces produits n'étaient plus préoccupés par le problème de savoir comment économiser de l'énergie et augmenter la luminosité de l'écran.

2. Principe d'éclaircissement du film prisme

Le film éclaircissant est généralement fabriqué en utilisant une colle durcissable aux UV pour micro-répliquer la structure prismatique sur la surface du PET afin de corriger la lumière par le phénomène de réfraction et de réflexion de la lumière. Il est possible d'augmenter la luminosité globale en augmentant la luminosité au centre de l'axe de 110 % en concentrant la lumière diffusée d'origine à un angle d'environ 70 degrés et en recyclant la lumière inutilisée en dehors de l'angle de vision, en utilisant la réflexion de la lumière pour réduire la perte. Généralement, une seule feuille de film éclaircissant peut augmenter la luminosité d'environ 40-60 %. Une luminosité encore plus élevée peut être obtenue en utilisant des films éclaircissants verticaux à deux 90- degrés. Les films éclaircissants/films prismatiques redistribuent l'énergie lumineuse en réfractant et en réfléchissant les fines rayures formées sur le film optique transparent, augmentant ainsi la transmission, la luminosité et l'angle de vision grâce à la structure prismatique et conique qui recouvre uniformément la surface.

3. Processus de production de la feuille de prisme

Le film éclaircissant est principalement composé de PET ou de PC comme matière première, en utilisant un moulage par injection ou un collage de résine acrylique, puis en utilisant un transfert de rouleau de microstructure préfabriqué, avec une lumière UV à haute énergie pour durcir la structure du microprisme, de manière à créer une surface dentelée. , à partir des pièces supérieures et inférieures, décalées verticalement au milieu des deux pièces de diffusion, de sorte que la lumière diffusée d'origine puisse être à nouveau concentrée, réduisant ainsi la lumière. Cela permet à la lumière diffusée d'être à nouveau concentrée et réduit le taux de perte de lumière afin d'augmenter la luminosité.

Le processus de production du film azurant comprend la conception optique, le moule de précision, la formulation chimique et le revêtement. La méthode utilisée dans les pays avancés consiste à réaliser le processus de moulage de la structure micro-optique par une technologie de moulage d'adhésif UV photopolymérisable sur le rouleau de matrice traité.

La technologie la plus critique pour éclaircir les films est la technologie de gravure de motifs prismatiques sur les rouleaux. Dans la production d'extrusion de lentilles, la technologie de traitement des rouleaux d'extrusion de lentilles affecte directement la qualité du moulage de lentilles prismatiques du produit. À l'heure actuelle, la pratique courante dans le monde consiste à utiliser des rouleaux en acier traités recouverts d'une couche de métal de moindre dureté tel que le cuivre, etc., et à utiliser des outils diamantés pour traiter la surface de structure prismatique micro-fine requise.

Cette couche de surface est incapable d'atteindre l'état de production par extrusion, doit être traitée dans la structure microfine de la couche de surface, puis plaquée avec une couche de nickel ou de chrome plus dur, le processus le plus avancé est plaqué avec une couche de nickel- Alliage de phosphore, afin de répondre aux exigences du processus de sculpture des lentilles prismatiques avec des outils diamantés. Dans le même temps, cette technologie de fabrication de rouleaux reste un défi mondial en raison de la très grande précision de surface et de la finition de surface requise pour les lentilles.

4. Tendance du développement des films prismatiques

Avec la tendance au développement des appareils LCD fins et haute définition, le film éclaircissant sera ultra-mince et composite à l'avenir. L'avantage du film composite est que l'épaisseur est amincie et que deux films sont remplacés par la fonction d'un film, et que le prix de vente d'un film a une chance d'être inférieur à la somme des prix de deux films, ce qui peut réduire le coût et la stabilité thermique d'un film sont également meilleurs que deux. Les principales technologies de film stratifié azurant actuellement disponibles sur le marché sont les suivantes.

Prisme monobloc

Prisme de moulage monobloc principalement via le moulage par extrusion de matière première, puis via la technologie de transfert de rouleaux pour obtenir la conception d'angle spéciale supérieure et le changement de hauteur du prisme afin d'atteindre l'équilibre entre l'angle de champ lumineux amélioré et l'intensité lumineuse ; dans le même temps, l'augmentation inférieure n'affecte pas les caractéristiques lumineuses de la conception anti-rayures, bonne résistance aux rayures.

Film composite éclaircissant.

Le film azurant composite, également connu sous le nom de POP (Prism on Prism), est une combinaison de deux films azurants collés ensemble en un seul film azurant composite par liaison. Son avantage est que le film composite azurant est 45 % plus fin que l'épaisseur de deux films éclaircissants et que la luminosité est inférieure de 6 % à celle de deux films éclaircissants, mais 8 % supérieure à celle d'un, améliorant ainsi l'efficacité de l'assemblage. L'inconvénient est que les deux films se délaminent facilement. La luminosité optique diminue.

Le film composite est formé par stratification de films optiques.

L'un des brevets, qui combine principalement les couches de film de diffusion inférieur, de film éclaircissant et de film de diffusion supérieur qui constituent la source de rétroéclairage en un seul film composite, réduit le coût et le temps requis pour laminer chaque film optique qui constitue la source de rétroéclairage. , et évite les défauts de surface tels que l'adhésion de corps étrangers ou les rayures causées par la génération d'électricité statique, etc., augmentant ainsi la productivité.

Film d'amélioration de la luminosité inversée.

Une entreprise japonaise fabrique un film éclaircissant inversé, la microstructure est transformée dans le substrat en surface lumineuse, mais elle doit être associée à sa conception correspondante de LGP, surfaces supérieures et inférieures LGP en différentes microstructures, la luminosité centrale du module de rétroéclairage peut être augmenté de 14%. Cette technologie est disponible depuis un certain temps, mais elle n’a pas été appliquée à grande échelle en raison du faible rendement de production de microstructures LGP et des exigences élevées en matière de précision d’assemblage.

Film composite intégré.

Un nouveau type de plaque de guidage de lumière intégrée, dont les surfaces supérieure et inférieure sont directement fusionnées avec des réseaux de microstructures semi-colonnes asphériques et des réseaux de structures microprismatiques, respectivement. Cette plaque de guidage de lumière intégrée remplit la fonction du système de film complexe à quatre couches composé de deux films d'éclaircissement orthogonaux-films de diffusion-plaques de guidage de lumière couramment utilisés dans les modules de rétroéclairage actuels, ce qui vérifie la faisabilité d'une conception de plaque de guidage de lumière intégrée.

5. Principes de sélection des feuilles de prisme

Nous avons le choix entre de nombreux films prismatiques lors de la conception de nos produits, et le choix est le défi auquel nous sommes confrontés en tant que designers. Chaque film produit par le fabricant a ses avantages et ses inconvénients, et nous devons choisir en fonction du scénario d'application de nos produits et des besoins de nos clients ainsi que du contrôle des coûts. Tel que.

 

1. Si nos produits sont positionnés en petites et moyennes tailles, nous devons choisir l'épaisseur moyenne du diaphragme, trop épaisse puis occuper notre espace produit ; s'il est positionné en tant que produits de grande taille, nous devrions choisir un diaphragme plus épais pour éviter qu'un diaphragme trop fin ne se déforme facilement, qu'un mauvais assemblage et des expériences de classe environnementale ne posent des problèmes.

2. Selon la demande de luminosité du client, lorsque nous choisissons d'utiliser un diaphragme BEF ou deux diaphragmes BEF, ou en ajoutant des lumières LED ou une consommation d'énergie pour améliorer la luminosité ; tout d'abord, pour voir s'il y a de la place pour poser deux diaphragmes, puis le coût, quel programme est le meilleur ; peser le pour et le contre, faire un choix ; l'objectif principal, ou pour satisfaire les clients.

3. effet éclaircissant d'un bon diaphragme, l'effet de masquage est médiocre, facile à voir dans un point de vue particulier, les lignes lumineuses et autres indésirables ; est l'accent mis sur l'apparence ou sur la luminosité, mais aussi en fonction de la situation réelle pour faire un choix, ou via d'autres composants pour compenser le manque d'ici.