Revelando o filme prismático do filme óptico

O Brightness Enhancement Film (BEF) é um novo tipo de filme óptico de alto desempenho, também amplamente conhecido como filme prismático devido à característica de sua estrutura microscópica de matriz prismática na superfície externa. É um filme ou folha que pode melhorar a eficiência luminosa de todo o sistema de retroiluminação em módulos de retroiluminação TFT-LCD e foi inventado e usado pela primeira vez pela 3M nos Estados Unidos. Ao usar a estrutura de prisma especial do filme de aprimoramento de brilho, os princípios ópticos de refração, reflexão total e acúmulo de luz podem fazer com que a luz em todas as direções se concentre no ponto de vista central, aumentando assim o brilho do painel LCD e controlando o ângulo de visão , conseguindo assim economia de energia.

1. Anedotas sobre a descoberta de membranas prismáticas

Num porão em Quebec, no Canadá, num inverno, há mais de duas décadas, um pesquisador da 3M estava fazendo experimentos. Localizado no hemisfério norte, em altas latitudes, o sol de inverno fica baixo no horizonte o dia todo, então ele inventou um conduíte de vidro com um prisma, a luz solar oblíqua em uma extremidade do conduíte será propagada ao longo da parede do conduíte, e todo o tubo como uma lâmpada através do corpo brilhando, de modo que o porão de repente brilha muito.

Depois disso, a 3M utilizou a tecnologia de película fina para produzir este tubo de luz, mas durante muitos anos, a aplicação deste conduíte prismático limitou-se à iluminação ou decoração de edifícios, com apenas um pequeno número de vendas por ano. Na década de 1990, a tecnologia de tela de cristal líquido começou a se desenvolver aos trancos e barrancos com a popularidade dos laptops. Devido às características e estrutura da placa de cristal líquido*, a utilização de luz é muito baixa e como aumentar o brilho da tela de cristal líquido tem sido um problema difícil para os pesquisadores.

Um capricho casual levou os cientistas da 3M a tentar cortar esse conduíte prismático e colocá-lo sobre a luz de fundo do LCD. O inesperado aconteceu e, devido ao efeito de captação de luz do prisma, esta nova tentativa de método fez com que o brilho do LCD melhorasse positivamente. Anteriormente, os cientistas da 3M foram inspirados pela imaginação das asas de borboleta devido à estrutura física das escalas na refração e reflexão da luz para produzir diferentes pontos, usando um avançado sistema de controle de simulação computacional na indústria de polímeros, inventaram com sucesso o 3M™ Multilayer Tecnologia de filme óptico (filme óptico multicamadas), alterando a estrutura do filme para controlar a emissão de luz.

Este filme multicamadas é composto por centenas de camadas em nanoescala, cada uma com diferentes propriedades de material. Através da interação óptica entre as camadas do filme, a função de refletir a luz é finalmente alcançada.

A partir disso, os cientistas da 3M pensaram em combinar essas duas descobertas especiais em uma só. Após um período de pesquisa e desenvolvimento, a 3M combinou a tecnologia de micro-replicação e a tecnologia de filme para otimizar ainda mais a função de captação de luz do conduíte prismático, iluminando-o assim*, e nomeou-o Brightening Film BEF.

Para tornar este produto bem aceito pelos clientes, os engenheiros da 3M adquiriram dois laptops de teste de comparação e adicionaram a um deles dois pedaços de filme iluminador com os prismas orientados perpendicularmente um ao outro. Com este filme discreto, o brilho da tela do computador mais que dobrou! Quando os dois computadores foram apresentados aos seus fabricantes, estes foram rapidamente convencidos.

Daquele dia em diante, o filme iluminador iniciou sua jornada milagrosa e foi amplamente utilizado em diversos produtos LCD, desde pequenos celulares e PDAs até monitores de computador e TVs LCD, e os fabricantes desses produtos não se preocuparam mais com o problema de como fazer isso. economize energia e aumente o brilho da tela.

2. Princípio de brilho do filme prismático

O filme abrilhantador geralmente é feito usando cola curável por UV para micro-replicar a estrutura prismática na superfície do PET para corrigir a luz pelo fenômeno de refração e reflexão da luz. É possível aumentar o brilho geral aumentando o brilho no centro do eixo em 110%, concentrando a luz espalhada original em um ângulo de cerca de 70 graus e reciclando a luz não utilizada fora do ângulo de visão, usando o reflexo da luz para reduzir a perda. Normalmente, uma única folha do filme abrilhantador pode aumentar o brilho em cerca de 40-60%. Um brilho ainda maior pode ser alcançado usando filmes de brilho vertical de dois 90- graus. Os filmes iluminadores/filmes prismáticos redistribuem a energia luminosa refratando e refletindo as finas listras formadas no filme óptico transparente, aumentando a transmitância, o brilho e o ângulo de visão devido à estrutura prismática e cônica que cobre uniformemente a superfície.

3. Processo de produção da folha prismática

O filme abrilhantador é feito principalmente de PET ou PC como matéria-prima, usando moldagem por injeção ou colagem de resina acrílica e, em seguida, usando transferência de rolo de microestrutura pré-moldada, com luz UV de alta energia para endurecer a estrutura do micro prisma, de modo a criar uma superfície serrilhada , das peças superior e inferior, escalonadas verticalmente no meio das duas peças de difusão, para que a luz difusa original possa ser concentrada novamente, reduzindo a luz. Isso permite que a luz que foi difundida seja novamente concentrada e reduz a taxa de perda de luz para aumentar o brilho.

O processo de produção do filme abrilhantador inclui design óptico, molde de precisão, formulação química e revestimento. O método usado em países avançados é realizar o processo de moldagem da estrutura micro-óptica por meio da tecnologia de moldagem com adesivo UV fotopolimerizável no rolo de matriz processado.

A tecnologia mais crítica para clarear filmes é a tecnologia de gravação de padrões prismáticos nos rolos. Na produção de extrusão de lentes, a tecnologia de processamento do rolo de extrusão de lentes afeta diretamente a qualidade da moldagem da lente prismática do produto. Atualmente, a prática comum no mundo é no rolo de aço processado revestido com uma camada de metal de menor dureza, como cobre, etc., o uso de ferramentas diamantadas para processar a superfície da estrutura prismática microfina necessária.

Esta camada da superfície não consegue atingir o estado de produção de extrusão, deve ser processada na estrutura microfina da camada superficial, e depois revestida com uma camada de níquel ou cromo mais duro, o processo mais avançado é revestido com uma camada de níquel- liga de fósforo, a fim de atender aos requisitos do processo de lente prismática de escultura em ferramenta de diamante. Ao mesmo tempo, esta tecnologia de fabricação de rolos ainda é um desafio mundial devido à altíssima precisão superficial e ao acabamento superficial exigido para as lentes.

4. Tendência de desenvolvimento de filmes prismáticos

Com a tendência de desenvolvimento de dispositivos LCD finos e de alta definição, o filme iluminador será ultrafino e composto no futuro. A vantagem do filme compósito é que a espessura é afinada e dois filmes são substituídos pela função de um filme, e o preço de venda de um filme tem chance de ser inferior à soma dos preços de dois filmes, o que pode reduzir o custo e a estabilidade térmica de um filme também são melhores que dois. As principais tecnologias de filmes laminados abrilhantadores atualmente disponíveis no mercado incluem as seguintes.

Prisma de peça única

Prisma de moldagem de uma peça principalmente através da moldagem por extrusão de matéria-prima e, em seguida, através da tecnologia de transferência de rolo para obter o design de ângulo especial superior e a mudança de altura do prisma para alcançar o equilíbrio entre o ângulo de campo de luz aprimorado e a intensidade da luz; ao mesmo tempo, o aumento inferior não afeta as características de luz do design anti-riscos, boa resistência a riscos.

Filme iluminador composto.

O filme abrilhantador composto, também conhecido como POP (Prisma sobre Prisma), é uma combinação de dois filmes abrilhantadores colados em um filme abrilhantador composto por meio de colagem. Sua vantagem é que o filme abrilhantador composto é 45% mais fino que a espessura de dois filmes abrilhantadores, e o brilho é 6% menor que dois filmes abrilhantadores, mas 8% maior que um, melhorando a eficiência da montagem. A desvantagem é que os dois filmes são facilmente delaminados. O brilho óptico diminui.

O filme composto é formado pela laminação de filmes ópticos.

Uma das patentes, que combina principalmente o filme de difusão inferior, o filme de brilho e as camadas de filme de difusão superior que compõem a fonte de luz de fundo em um filme composto, reduz o custo e o consumo de tempo necessários para laminar cada filme óptico que compõe a fonte de luz de fundo. , e evita defeitos superficiais, como aderência de objetos estranhos ou arranhões causados ​​pela geração de eletricidade estática, etc., aumentando assim a produtividade.

Filme de aprimoramento de brilho inverso.

Uma empresa japonesa faz um filme de brilho reverso, a microestrutura é feita no substrato na superfície da luz, mas precisa ser combinada com seu design correspondente de LGP, superfícies superiores e inferiores de LGP em microestruturas diferentes, o brilho central do módulo de luz de fundo pode ser aumentou 14%. Esta tecnologia está disponível há algum tempo, mas não tem sido aplicada em larga escala devido ao baixo rendimento da produção de microestruturas de LGP e aos altos requisitos de precisão de montagem.

Filme composto integrado.

Um novo tipo de placa guia de luz integrada, cujas superfícies superior e inferior são fundidas diretamente com matrizes de microestrutura semicolunar asférica e matrizes de estrutura microprismática, respectivamente. Esta placa guia de luz integrada atinge a função do sistema de filme complexo de quatro camadas de dois filmes ortogonais de brilho - filmes de difusão - placas guia de luz comumente usadas em módulos de luz de fundo atuais, o que verifica a viabilidade do design integrado da placa guia de luz.

5. Princípios de seleção de folhas de prisma

Temos muitos filmes prismáticos para escolher ao projetar nossos produtos, e como escolher é o desafio que enfrentamos como designers. Cada filme produzido pelo fabricante tem suas vantagens e desvantagens, e temos que escolher de acordo com o cenário de aplicação de nossos produtos e as necessidades de nossos clientes bem como o controle de custos. Como.

 

1. Se nossos produtos forem posicionados em tamanhos pequenos e médios, devemos escolher a espessura média do diafragma, muito grosso então ocupará nosso espaço de produto; se posicionados como produtos de tamanho grande, devemos escolher um diafragma mais grosso para evitar que o diafragma muito fino seja fácil de deformar, montagem ruim e experimentos de classe ambiental causando problemas.

2. De acordo com a demanda do cliente por brilho, quando optamos por usar um diafragma BEF ou dois diafragmas BEF, ou adicionando luzes LED ou consumo de energia para aumentar o brilho; antes de tudo, para ver se há espaço para colocar dois diafragmas, depois o custo, qual programa é melhor; pese os prós e os contras, faça uma escolha; o objetivo principal, ou deixar os clientes satisfeitos.

3. efeito de brilho de um bom diafragma, efeito de mascaramento é pobre, fácil de ver em um determinado ponto de vista linhas brilhantes e outros indesejáveis; é o foco na aparência ou foco no brilho, mas também de acordo com a situação real para fazer uma escolha, ou através de outros componentes para compensar a falta aqui.