棱镜片

3M公司发明的产品

棱镜膜BEF(Brightness Enhancement Film)，或称棱镜片，是由3M公司发明的产品，并率先应用于液晶显示中，以提高显示屏的正面亮度。

技术介绍

镜膜是利用3M微复制技术,将丙烯酸树脂制成的棱镜结构制作在PET基材上制造而成的光学薄膜，其表面是高度为20～50微米左右的微棱镜结构。按照几何光学原理，背光源出射的光线经过棱镜膜及背光源系统的循环作用，最终汇聚在正视方向出射，从而达到增亮效果。

当该膜片在背光源中使用时，从光源射入的光在通过棱镜结构时，只有入射光在某一角度范围之内的光才可以通过折射作用出射，其余的光因不满足折射条件而被棱镜边沿反射回光源，再由光源底部的反射片作用而重新出射。这样，背光源中的光线在棱镜结构的作用下，不断的循环利用，原本向各个方向发散的光线在通过棱镜膜后，被控制到70o的角度范围内，从而达到轴向亮度增强的效果。根据测试，BEF系列增亮膜的单张有效穿透率增幅约60%左右。

发明故事

化平凡为神奇的增亮膜BEF：二十多年前的一个冬天，加拿大魁北克的一个地下室里，一个3M的研究员正在作实验。由于地处北半球高纬度，冬日的太阳整日低低地挂在地平线上方。于是他发明了一种带棱镜的玻璃导管，斜射的阳光射入导管一端后，会沿着导管壁传播，整个管子象个灯管通体发亮，地下室顿时亮堂了不少。

后来3M采用薄膜技术来生产这种光导管。在很多年内，这种棱镜导管的应用一直局限在建筑物的照明或装饰上，每年只有很小的销售量。

二十世纪九十年代，随着笔记本电脑的普及，液晶显示技术开始飞速发展。但是由于液晶板独特的特性和构造，光的利用率很低。如何增加液晶显示的亮度一直是困扰科研人员的难题。

又是一个很偶然的奇思妙想，3M的科学家发现，如果将这种棱镜导管剪开，平铺在LCD背光源上，可以起到聚光的作用，使液晶显示屏正向的亮度大大提高。

又经过一段时间的研究开发，3M结合微复制技术和薄膜技术，进一步优化了这一产品，使其增亮效果更加显著，并将其命名为增亮膜BEF(BrightnessEnhancement Film)。

但是如何让客户接受这一全新的产品呢？3M的工程师购买了相同的两台当时在市场上最好的笔记本电脑。将其中一台加上两片棱镜方向相互垂直的BEF，它的亮度竟然比原先增加了一倍多！

当这样两台电脑摆在它的制造商面前，他们很快就被说服了。就从这一天起，BEF开始了它的神奇之旅，广泛应用于小至手机、PDA，大至电脑显示器、液晶电视等各种液晶显示产品中。

产品应用

手持设备

今天，棱镜膜已经成为手持式设备的液晶显示器件中不可或缺的原材料。:图3展示了一款市场主流的手机液晶显示器件的背光源结构，在该结构中，不仅使用了基于微复制技术的棱镜膜（TBEF / TBEF II –Ti / TBEF II –Mi ）、基于多层膜技术，反射率在99%以上的反射膜（ESR）, 还有同时结合了微复制技术与多层膜技术的复合型增亮膜（BEF-RP/ BEF-RP IIr / BEF-RP II）。

其中，TBEF是Thin Brightness EnhancementFilm的缩写，是一种棱镜型的增亮膜片，利用3M独有的微复制技术，将丙烯酸树脂制成的棱镜结构制作在PET基材上，形成总厚度只有60~65微米的棱镜膜片。

笔记本

棱镜膜在笔记本的显示器中也是最普及的应用，最常用的是BEFII的材料。根据具体要求，在笔记本的液晶显示屏中可选择使用一张棱镜片或是2张正交放置的棱镜片。

当经由下扩散片中出射的光通过棱镜膜后，向轴向聚集。图5所示，在使用了一张BEFII以后，亮度视角会减小，但相对的中心点亮度及可视范围内的亮度会有约50%左右的增加。在使用了2张正交的BEFII后，亮度视角会进一步减小，可视范围会更向中心轴靠拢，同时，中心点亮度则会有约110%的增加。从而，达到了增加可视范围内亮度的作用。

显示器电视

通常由于显示器与电视中所需的亮度视角较笔记本显示屏要大，故而通常仅使用一张棱镜片。在大尺寸的液晶模组中，3M通常会推荐使用BEFIII系列的棱镜膜。BEFIII相比起BEFII，从截面图上来看它的棱镜并非是大小相等的微棱镜结构。若使用这种随机棱镜结构,可以消除光耦合,减少反射摩尔效应。

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