光学薄膜 (optical coating).

光学薄膜LED在显示上的应用
LED的原理
LED（LightingEmittingDiode）照明 即是发光二极管照明，是一种半导体固 体发光器件。它是利用固体半导体芯片 作为发光材料，在半导体中通过载流子 发生复合放出过剩的能量而引起光子发 射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、 紫、白色的光。
光学薄膜在LED上的优点
LED光学薄膜照明核心技术不仅在 一定程度上能够很好解决制约LED发展 问题，而且具有高亮度、发光均匀且柔 和、不眩光、显色指数高、成本低、简 易方便、轻薄且耐用等优异性能。
• 通常LED液晶显示是由平行或是直交的两片偏 光膜片与液晶Cell构成，动作时则利用液晶 Cell，控制穿透第一片偏光膜片的偏光状态， 同时调整穿透第二片偏光膜片的光量。偏光膜 片是以PVA为中心使碘附着，接着再透过延伸 产生双色性吸收功能，不论偏光膜片平行或是 直交，为达成中性(neutral)色相必须控制聚 合碘离子种的产生，使它能够在可视光全领域 均衡吸收，同时使聚合碘离子有秩序配向。
• 所以可携式电子产品、液晶电视、监视器，主要是利 用高偏光度获得高穿透率，因此大多使用碘系偏光膜 片；车用电视、GPS等需要在较严苛使用环境下的车 用显示，则使用高耐久性的染料系偏光膜片。 目前，LED液晶用偏光膜片属于吸收型，它是在单轴 延伸的多乙烯基醇(PVA: Poly Vinyl Alcohol使双 色性物质作染色、配向。然而经过染色、延伸的偏光 膜片机械性非常脆弱，两侧必须以三醋酸硝化纤维素 (TAC: Triacetyl Cellulose)作为保护。
反射型偏光膜片：
• 背光模块产生的光线在背光模块侧的偏光膜片， 大约有一半的光线被吸收形成所谓的光损，如果将背 光模块的所有光线转换成直线偏光，就可以消除在偏 光膜片的光损。 具体方法是在背光模块与吸收型偏光膜片之间， 插入不会吸收的反射型偏光膜片，如此一来与穿透轴 直交的光线会折返至背光模块侧，在背光模块内部反 射时能够消除偏光使光线再度被利用。 合并使用反射型偏光膜片提高辉度，已经成为不 可欠缺的重要技术，根据实验结果证实相同背光模块 可以获得1.5倍的辉度，反过来说相同的辉度只需要 2/3的背光模块亮度即可，它对消耗电力的降低与使用 寿命的延伸具有重大贡献。
光学薄膜的应用
光学薄膜 (optical coating)
光学薄膜是附着在光学零件表面的厚度薄 而均匀为改变光学零件表面光学特性而镀在光 学零件表面上的一层或多层膜。 薄膜光学理论与设计、薄膜工艺技术、薄 膜材料、薄膜特性测量构成了薄膜技术研究的 主要内容。
光学薄膜的原理
光学薄膜经过纳米的光学结构处理，具有高亮度、发光均匀、 成本低、功耗低、简易方便光学薄膜经过纳米的光学结构处理， 具有高亮度、发光均匀、成本低、功耗低、简易方便、轻薄且不 易损坏等性能，保养经济又耐用。光学薄膜的纳米光学结构技术 处理，可收集光线而增加光通量，减少光损耗从而达到高亮度效 果，将光最大利用的优势。 从技术层面来讲，让其显示技术与照明技术相结合，以光学 外罩和光学反射罩为核心，利用光折射与反射的设计原理从而让 其外观千变万化。
• 偏光膜片可分为吸收型及非吸收型两种，生产吸收型 偏光膜片的技中有碘系偏光膜片和染料偏光膜片。目 前，几乎所有被使用的偏光膜片都是具有良好光学特 性的碘系偏光膜，然而能够在高耐久型领域中使用的 偏光膜片却是染料偏光膜片。不过，在光学特性方面 碘系偏光膜片却略胜一筹，在能够使用的环境条件上， 碘系偏光膜片可承受的环境为摄氏90度，摄氏60度 ×90%RH；而染料偏光膜片能够承受的使用环境则 是摄氏105度，摄氏80度×90%RH，因此如果在高 耐久性条件下，碘系偏光膜片便无法承受。
光学薄膜的分类
• 按应用分为： 反射膜 • 增透膜 • 滤光膜 • 光学保膜 • 偏振膜 • 分光膜 • 位相膜
• 表面光滑，膜层之间的 界面呈几何分割
• 膜层的折射率在界面上 可以发生跃变，但在膜 层内是连续的
• 可以是透明介质，也可 以是吸收介质
可以是法向均匀的，也 可以是法向不均匀的
◆ 光学薄膜的应用无处不在，从眼镜镀膜到 手机，电脑，电视的液晶显示再到LED照明等 等，它充斥著我们生活的方方面面，并使我们 的生活更加丰富多彩。 由于液晶显示和LED的技术先天特性上， 会出现相当多的无法避面的问题，因此就需要 采用各种不同的光学膜片来加以改善或避免。
偏光膜片的表面处理
• LED液晶显示的对比被定义成黑暗环境对比与明亮环境对比 两种，一般对比是指黑暗环境的对比，此时偏光膜片的偏光度具 有支配性。然而液晶电视等大型显示器，通常是在有照明影的空 间观视，因此明亮环境的对比反而更受重视。 降低外乱光造成的反射光，是明亮环境下高对比化上非常重 要的一环，为控制外乱反射光，在偏光膜片进行可以使反射光扩 散的反强光(Anti-Glare)处理，以及可以削减反射光的强度的反 反射光(Anti-Rrflection)处理，成为非常有效的方式。 AG处理是将微粒子分散在树脂内，利用微粒子的大小与覆 膜制程控制表面凹凸形状；AR处理是在偏光膜片的表面堆栈诱 电体薄膜。
在此同时支持大画面显示器的发展，要求大面积的AG处理 技术，因此业者开发兼具高生产性与低制作成本的低折射率高分 子材料的覆膜技术，此外组合AR与AG处理技术，还可以大幅提 高明亮环境的对比。
配向膜
LED面板构成
LED面板构成
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背光模组的结构
背光模组各光学组件的运作原理
• LED液晶显示的黑色、白色显示取决于偏光膜 片平行直交的特性，因此抑制偏光片吸光造成 的能量损失非常重要。为提高偏光膜片的特性， 除了控制聚乙烯醇的碘吸附状态之外，还必须 使碘错体在光轴方向依序配向，如此才能够提 高PVA膜片整体的单轴配向性，进而达成碘离 子配向性的提升。
• 车用电视、GPS等 需要在较严苛使用环 境下操作与使用，因 此大多则使用高耐久 性的染料系偏光膜片， 来确保显示屏幕的运 作功能正常性。