3C產品節能省碳利器「3M光學增亮膜技術」直擊報導

大家還記得之前筆者曾報告過5月11日new iPad發售時,筆者因為在桃園有「活動」所以特地去CYBER 3C+吧?當時還不能說的活動就是筆者應台灣3M之邀,到3M的桃園廠區參訪,並試著去瞭解3M一種已經被廣為應用在日常生活的光學技術,並用深入淺出的方式讓一般人瞭解3M的技術對我們的生活帶來了多少的便利性。

講實話筆者也是第一次參加這種不為了推銷任何「產品」而是為一般人解說「先進技術」的研討活動,3M這次還大手筆的邀請了國內知名部落客們分梯次的進行參訪,以筆者參加的這個梯次來說除了我以外,還有知名的3C部落客「鄭蛋蛋」與知名的裸體插畫家「四小折」(他畫的人物都是裸體… ),由於廠區裡面有很多地方禁止攝影,筆者直接切入主題。這次3M希望透過部落客們向世人展示的技術就是他們的「3M光學增亮膜技術

」,這是一種透過光學折射的方式來達成「節能」、「增亮」、「廣視角」目的的先進光學技術
01
▲當天為我們簡報的高階技術工程師陳先生。

「3M光學增亮膜」根據官方的說法其實早就已經被運用在日常各種3C產品中,只是因為礙於一些保密協定所以至今才可以比較公開的介紹,接下來筆者引用當天簡報裡面的幾張投影片內容來簡單說明「3M光學增亮膜」的運作原理。

=====3M光學增亮膜簡單原理=====

首先大家應該都知道所有的液晶面板(自發光的OLED除外),都是需要背光模組由螢幕的底部兩側打光後經過了LCD內部許多層的玻璃、聚合物、彩色濾光片…直到最外面的面板後才將要呈現的畫面投射到人類的眼球在傳統的技術中光線整整虛耗了90%,且投射後的光線又以放射狀四處亂竄,真正到使用者眼睛的光線寥寥無幾,非常的沒有效率且消耗電力
02

3M為了改善這種虛耗光源的情況發展出一種類似許多稜鏡以水平方式排列的薄膜稱為「BEF」,可將原本放射狀亂竄的光線往正前方靠攏,由下面的這個實驗大概可以理解,在光線改變路徑後,到眼球的光量就增加了,相對的原本投射的背光量便不再需要那麼大的亮度就有相同的效果
03

但這種「BEF」技術有一個缺點,在相同亮度下使用者在螢幕正前方所看到的畫面就會很亮,但稍微偏角的話反而會變暗(因為光線都往螢幕正前方跑了):
04
▲上圖螢幕的右邊安裝了BEF光學膜,左邊是傳統的一般LCD面板,偏角狀態下使用BEF效果反而比較差。

除了上面這個問題外,傳統的LCD另一個最大問題就是光源的浪費,光線是由「P光」與「S光」所組成,傳統LCD只有P光能穿透螢幕最前方濾光的面板,S光則完全的被面板吸收,白白的折損了50%的光源。為此3M發展出一種稱為「DBEF」的複合光學膜,讓S光在被最前方的面板吸收前能反射回去,經過循環反射利用後原本的S光就會變成P光穿透出去,如此反覆循環可回收利用40%的S光,如此又比傳統的LCD在光線循環利用上更加的有效率:
05

DBEF的最大用途就是因為光線循環改善了,讓原本BEF技術中,只要不在螢幕正前方亮度就降低的缺點被修正了(下圖螢幕左半邊安裝了DBEF光學膜,右邊是傳統螢幕):
06

剛剛看完了「BEF」與「DBEF」的簡單介紹後,聰明的各位讀者應該發現了,這兩種光學膜剛好有互補的功能吧!沒錯,所以聰明的3M工程師就把這兩種光學膜「疊」在一起就形成了今天筆者要介紹「3M光學增亮膜」技術了。

=====3M光學增亮膜的應用=====

看完了有點複雜的說明後工程師直接帶我們到3M的內部展示室以實際產品來說明更容易讓大家理解:
07

首先工程師拿出了BEF與DBEF這兩種光學膜讓我們親手摸,觸感很像塑膠卷宗夾的感覺,有點「沙沙」的(因為表面是要用顯微鏡才看得出的稜鏡結構):
08

接著再用實際分解的螢幕讓我們了解BEF與DBEF在螢幕的相對位置在那邊:
09

簡單說就是先用BEF改變光線路徑,再用DBEF循環回收被浪費的光源,兩者相疊後達到最大的節能增亮效果
10

以實機為例,左邊的LCD TV使用了「3M光學增亮膜」技術,它使用的電力功率比沒有使用的傳統LCD TV低了61W,但輝度、對比反而提高了,更重要的是因為需要的電源消耗降低機身溫度也低了9度
11

接下來是「可視角」的展示,在電視正前方來看,兩者沒有太大差別(左為傳統LCD TV、右為使用3M光學增亮膜技術的LCD TV):
12

以側面角度來看,就可以看出傳統LCD TV比較暗:
13

這個角度看就相當明顯:
14

其實「3M光學增亮膜」技術在這幾年已經默默的在我們身邊被廣泛使用了,絕大部分的智慧手機都採用此技術,下面的示範中左邊的手機螢幕搭配了「3M光學增亮膜」技術,右邊是一般的LCD螢幕,在相同的螢幕亮度下耗電量就有很大的差別:
15

傳統螢幕使用0.82W:
16

使用3M光學增亮膜的同型手機耗電量只有0.62W,光螢幕的耗電量就節省了25%
17

另外在行動裝置的可視角也有很大差別:
18

在筆電的運用上,因為構造的緣故,讓使用3M光學增亮膜的螢幕厚度也比傳統製程薄了45%
19

21

筆電背光所需要的LED 燈泡也減少了接近一半就可以達到一樣的亮度(傳統要42顆LED燈泡才能達到238流明的亮度,3M光學增亮膜只要24顆LED燈泡就有228流明的表現),讓廠商製造成本降低了續航力也增加了:
20

3M光學增亮膜技術最大的「省電優勢」讓大尺寸的LCD螢幕只要兩個USB 3.0的電力就能點亮並驅動,不再需要外接電源與顯示卡
22

前面這一陀就是被掏出來的原本主機板,這類只靠USB供電驅動的產品在今年也許就有機會上市:
24

另外這一款是剛剛在今年HP上海大會發表,只要一條網路線的電力就能驅動的工作站,原理類似Windows Server裡面的「虛擬桌面」服務,可謂大型企業省下更多的電力,同時集中管理資訊,就是3M與HP合作出來的作品(這邊有詳細說明),右邊的筆電就是模擬的遠端SERVER:
25

這台工作站(t410 Zero Smart Client)本身不需要主機,連鍵盤滑鼠都是無線的,只要接上網路線就可以開機使用,就是運用「3M光學增亮膜」節省下寶貴的電力才能實現的技術:
26

27

=====同場加映=====

3M光學增亮膜的技術介紹就到這邊,由於我們看的東西還蠻多的,筆者順便介紹幾個與增亮膜關係不大的新技術,首先是很多上班族都有使用的「防窺片」,他的原理剛好跟「3M光學增亮膜」相反,是讓散射的光線完全被濾掉:
28
▲正面看正常。

29
▲偏一下角度後就完全看不到內容,適合上班偷上臉書的人

接下來是防窺片在GPS衛星導航的運用,這點大家可能覺得很納悶,為什麼GPS會需要用到「防窺片」?以正常駕駛的角度看螢幕一切正常:
30

答案揭曉,在夜晚使用原廠的內嵌式衛星導航,擋風玻璃常常會被GPS的畫面倒影干擾而影響視線,上方玻璃有貼防窺片的左半邊在擋風玻璃上並沒有倒影,安全性方面也有加分的效果:
31

最後是微投影技術,最近市面上微投影的隨身產品很多,很多都是使用3M的方案,直接安裝套件後就可以銷售了:
32

這就是投影模組小小一個:
33

最大可以投影到60吋,連續播放2~3小時(當然光線不能太亮):
34

有一個許多人都擁有的產品也使用「3M光學增亮膜」技術,那就是APPLE的iPad,工程師很熱心的從研究室裡面拿出來給我們看他們解體的iPad,並且說還可以當場開機給我們看,只可惜那台機器太久沒用了完全沒電,用行動電源充了10分鐘都無法啟動(APPLE產品在電量未充超過5%前是無法開機的),最後放棄:
35

結語:
筆者受邀參加3M這場光學增亮膜的技術展示研討會感到相當榮幸,也對3M除了便利貼、膠帶…以外竟然也投入如此大的人力物力去研發這類有節能減碳功能的產品感到驚異。而且還邀請許多部落客來介紹這個無法對一般消費者賣錢的技術感到敬佩,畢竟他們並不需要對外界的普羅大眾說這些東西,只要默默的收權利金就好了,也讓筆者到今天才知道原來許多手裡拿的手機、平板電腦,家裡面收看的電視、電腦螢幕都有「3M光學增亮膜」在默默工作著,讓我們的世界變的更明亮、更精彩。千萬不要小看這兩層「膜」呀!

您也許會喜歡:

【隱藏好康】4G吃到飽只要$288 還可以自由配!?