微透镜光学膜MLAF

微透镜阵列(Microlens Array Optics Films,MLA)是重要的微光学器件。主要用于LED、OLED照明光效提升、平板显示背光(BLU)集光与均匀化、3D立体显示、CCD像增强传感器以及高层光学视读安全解决方案等。

目标(Objective)

致力于为客户设计的、高性能的微透镜阵列薄膜与器件,利用微透镜研制导光板、扩散板、增亮片和束匀滑器件并批量制造

工作流程(work flow & Services)

由于微透镜阵列用途的差别非常大,在提供样品之前,需要与客户进行良好沟通与交流,仔细了解客户用途和可能参数,以便提供更好的、及时的提供服务。可根据用户设计要求,定制专用微透镜阵列。右图是直径为20um的MLA电子显微镜照片。

    用途说明:使用波长(可见、红外)
    透镜类型:微透镜阵列、Fresnel 透镜
    参数要求:口径、排列方式、焦距长度、基片(薄膜)厚度
    材质要求
    特殊说明
    使用结构示意图

出样时间:2-4周
批量时间:4-8周

技术工艺(Technology)

结合半导体光刻制程(semi-conductor photolithography)和reflow工艺基础,并采用独创性的“微区纳米压印系统”、“灰度光刻技术”和“卷对卷纳米压印与UV压印”系统,可精确制作不同参数(NA、口径、排列、填充因子)的微透镜阵列薄膜。

尤其,苏大维格建立了微透镜阵列光学薄膜的研发、测试和UV制造中试条件,形成批量制造能力。

 

应用领域(Applications)

    成像器件:三维立体显示
    平板显示背光模组:扩散片、增亮片
   高填充因子的CMOS像增强器
    高端光学防伪组件
    小型化成像系统与传感器
    OLED、LED耦合出光效率
    科学研究
    束匀滑(双面微透镜阵列薄膜)
    微聚焦、微投影
    通讯:光纤耦合器
    视觉传感

性能参数(Specifications)

    球面(spherical)、柱面(cylindric)、环状(toric)
    口径A:10um-1000um
    极端最小口径:5um;最大口径:1000um
    极高环境稳定性(石英)
    最深球冠:100um
    NA:0.01 ~ 0.8
    尺寸:10mm~ 300mm(A<150um), 50mm~ 600mm(A>1000um)
    基材:polymer film(注:承接在石英、硅Si基片上加工)
    厚度:0.125~1.0mm(PC、PET)
    排列方式:quadratic,hexagon
    填充因子:1~ 2um间隙
    类型:凹透镜、凸透镜
    AR coating
    焦距长度均匀性 (+1% across substrates,玻璃基底)
    1个径冠比(衍射受限成像 )(玻璃) 
    良好的光学一致性(波相差 < Lambda/20)

 

 

不同排列类型的微透镜阵列照片


应用参数 Parameters of MLA films for applications:

    MLA films for optical security
        Thichness: 30um -50um
        PET film
        Alignment of MLA: honeycomb
        Shapes of ML's: hexigon
        Aperture of ML:20um - 30um 
        Size of film: up to 400mmx400mm

    点击查看220x273原始图片...MLA films for 3D printing
        Thichness: 50um -150um
        PET film
        Alignment of MLA: array and honeycomb
        Shapes of ML's: square, hexigon
        Aperture of ML:60um - 256um
        Size of film: customized
   MLA screens for 3D display
        Thickness:0.381mm-3.0mm
        material: PC, PMMA or PS  
        Alignment of ML: array
        Shapes of ML's: square 
        Aperture:60um - 200um
        Size: customized
    MLA BEF for BLU
        Thickness:125um
        Materials:PC
        Alignment: honeycomb,array
        Shape of ML: hexigon, circle
        Aperture:20um - 50um
        Size: up to 600mmx600mm   

应用举例

    专门设计的MLAF可应用于提升OLED照明的光线提取效率,可获得 20% ~87%提取效率。http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=oe-16-15-11044
    LCD(HTPS)中有光线通过部分(开口部)和光线不通过部分(如配线部分等),用微透镜阵列技术能够将光线集中到开口部,使尽量多的光线通过屏面。在光线射入侧的基板上,满满地排列着大小与一个像素面积大致相同的透镜。使用微透镜阵列技术后,开口部特别小的屏面能够提高多达1.5倍~1.6倍的亮度。
     MLAF具有增量效果,采用高NA的微透镜阵列薄膜,BLU的增益>1.3 ~ 1.5

 

 

 

知识简介

微透镜缩微图形组合膜是由微透镜列阵层、塑料基底层和缩微图文层紧贴组合而成的,其中,缩微图形的结构与微透镜列阵的结构相匹配。微透镜列阵层的微透镜单元有三种,即方形透镜、六角形透镜或圆形透镜,其微透镜排列方式相应也有3种,即正方形排列方式、六角形排列方式或圆形边缘接触排列方式。

 
组合薄膜所用的3种材料组合方式有:第一,微透镜列阵层、塑料基底层,缩微图形层;第二,微透镜列阵层、缩微图形层、塑料基底层;第三,微透镜列阵层、塑料基底层,缩微图形层、塑料薄膜基层。一般微透镜列阵层由透明PVB材料制成,而塑料基底层是由透明PVC材料制成。微细图形层一般直接印刷在塑料基底层上,它的结构应与微透镜阵列的结构匹配。
 
组合薄膜Ⅰ,由干采用极小孔径的微透镜和较高厚度的中间层,因此该组合薄膜可获得动态的三维图形,且该三维图形会随观察者视角的改变而发生相应的变化。组合薄膜Ⅱ也可获得动态三维图形,但观察者改变视角,该三维图形不发生任何变化。组合薄膜Ⅲ可获得高清晰度的三维图形。
 
微透镜徽图形组合薄膜同时保留了水平视差和垂直视差,保证观察角度足够大,使得观察者在任何光照环境下,不需要特殊的观察技巧就可以观察三维图形。另外,该技术比较新颖,如果要显示清晰的三维图像,微透镜与微图形必须严格匹配和密合,增加了防伪产品的制造难度;同时微细图形也无法用传统的复制和复印方法获得,因而该技术的防伪效果显著。

印刷品三维显示膜由微透镜列阵薄膜、印刷图文、胶层及保护膜组成。

微透镜列阵单元的排列方式与印刷品的网点一致,且周期接近。是利用人眼的视差原理产生三维视觉效果。微透镜列阵薄膜材料可以是塑料或树脂,其上的微透镜列阵的排列周期根据印刷品网点大小的不同,可从50um 到 100um。微透镜列阵单元的水平截面形状为圆形、正方形和多边形(边数大于等于5)。

微透镜列阵单元的剖面为凸凹浮雕状,也可用折射率与微透镜列阵薄膜材料有差别的透明材料填平,分别称为未填充型和填充型。

含有微透镜列阵膜的厚度根据需要,可从30um 到 150um, 它与印刷品的结合方式有两种,一种是微透镜列阵在塑料或树脂薄膜的一面通过模压成型法,图形直接印刷在塑料或树脂薄膜的另一面,再涂上不干胶并加保护膜,称为集成型;另一种是微透镜列阵在塑料或树脂薄膜的一面通过模压或注塑的方法成型。将图文印刷在载体薄膜(纸张、塑料或树脂)上,两者通过粘贴或复合的方法结合,涂上不干胶并加保护膜,称为复合型。根据微透镜列阵的不同和成型方法的不同,可形成未填充集成型、填充集成型、未填充复合型和填充复合型三维显示薄膜。

 

 

 

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