濕式涂布技術(shù)的光學(xué)薄膜 您了解的有哪些？

光學(xué)薄膜在我們的生活中無(wú)處不在，從精密及光學(xué)設(shè)備、顯示器設(shè)備到日常生活中的光學(xué)薄膜應(yīng)用；比方說(shuō)，平時(shí)戴的眼鏡、數(shù)碼相機(jī)、各式家電用品，或者是鈔票上的防偽技術(shù)，皆能被稱之為光學(xué)薄膜技術(shù)應(yīng)用之延伸。倘若沒(méi)有光學(xué)薄膜技術(shù)作為發(fā)展基礎(chǔ)，近代光電、通訊或是鐳射技術(shù)將無(wú)法有所進(jìn)展，這也顯示出光學(xué)薄膜技術(shù)研究發(fā)展的重要性。

光學(xué)薄膜是指在光學(xué)元件或獨(dú)立基板上，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類膜的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變。故經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計(jì)可以調(diào)變不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。

一般來(lái)說(shuō)，光學(xué)薄膜的生產(chǎn)方式主要分為干法和濕法的生產(chǎn)工藝。所謂的干式就是沒(méi)有液體出現(xiàn)在整個(gè)加工過(guò)程中，例如真空蒸鍍是在一真空環(huán)境中，以電能加熱固體原物料，經(jīng)升華成氣體后附著在一個(gè)固體基材的表面上，完成涂布加工。日常生活中所看到裝飾用的金色、銀色或具金屬質(zhì)感的包裝膜，就是以干式涂布方式制造的產(chǎn)品。但是在實(shí)際量產(chǎn)的考慮下，干式涂布運(yùn)用的范圍小于濕式涂布。濕式涂布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態(tài)涂料，以不同的加工方式涂布在基材上，然后使液態(tài)涂料干燥固化做成產(chǎn)品。在本文中涂布在線僅討論濕式涂布技術(shù)的光學(xué)薄膜產(chǎn)業(yè)。

光學(xué)薄膜根據(jù)其用途分類、特性與應(yīng)用可分為：反射膜、增透膜/減反射膜、濾光片、偏光片/偏光膜、補(bǔ)償膜/相位差板、配向膜、擴(kuò)散膜/片、增亮膜/棱鏡片/聚光片、遮光膜/黑白膠等。相關(guān)衍生的種類有光學(xué)級(jí)保護(hù)膜、窗膜等。

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反射膜

反射膜一般可分為兩類，一類是金屬反射膜，一類是全電介質(zhì)反射膜。此外，還有將兩者結(jié)合的金屬電介質(zhì)反射膜，功能是增加光學(xué)表面的反射率。

一般金屬都具有較大的消光系數(shù)。當(dāng)光束由空氣入射到金屬表面時(shí)，進(jìn)入金屬內(nèi)的光振幅迅速衰減，使得進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能相應(yīng)減少，而反射光能增加。據(jù)涂布在線了解，消光系數(shù)越大，光振幅衰減越迅速，進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能越少，反射率越高。人們總是選擇消光系數(shù)較大，光學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的金屬作為金屬膜材料。在紫外區(qū)常用的金屬薄材料是鋁，在可見(jiàn)光區(qū)常用鋁和銀，在紅外區(qū)常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑也常作一些特種薄膜的膜料。由于鋁、銀、銅等材料在空氣中很容易氧化而降低性能，所以必須用電介質(zhì)膜加以保護(hù)。常用的保護(hù)膜材料有一氧化硅、氟化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)單，工作的波長(zhǎng)范圍寬；缺點(diǎn)是光損大，反射率不可能很高。為了使金屬反射膜的反射率進(jìn)一步提高，可以在膜的外側(cè)加鍍幾層一定厚度的電介質(zhì)層，組成金屬電介質(zhì)反射膜。需要指出的是，金屬電介質(zhì)射膜增加了某一波長(zhǎng)（或者某一波區(qū)）的反射率，卻破壞了金屬膜中性反射的特點(diǎn)。

全電介質(zhì)反射膜是建立在多光束干涉基礎(chǔ)上的。與增透膜相反，在光學(xué)表面上鍍一層折射率高于基體材料的薄膜，就可以增加光學(xué)表面的反射率。*簡(jiǎn)單的多層反射是由高、低折射率的二種材料交替蒸鍍而成的,每層膜的光學(xué)厚度為某一波長(zhǎng)的四分一。在這種條件下，參加疊加的各界面上的反射光矢量，振動(dòng)方向相同。合成振幅隨著薄膜層數(shù)的增加而增加。

鋁箔反射膜Dike鋁箔隔熱卷材，又稱阻隔膜、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼面+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬涂膜通過(guò)熱熔膠層壓而成，鋁箔卷材具有隔熱保溫、防水、防潮等功能。鋁箔隔熱卷材的日照吸收率（太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)）極低(0.07)，具有**的隔熱保溫性能，可以反射掉93%以上的輻射熱，被廣泛應(yīng)用于建筑屋面與外墻隔熱保溫。

相對(duì)應(yīng)的是一種防反射膜，主要功效是提高光線的衍射，使人們能夠長(zhǎng)時(shí)間的觀看文字和圖形。這就需要表面平滑反射少的防反射薄膜。

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增透膜/減反射膜

減反射膜又稱增透膜，它的主要功能是減少或消除透鏡、棱鏡、平面鏡等學(xué)表面的反射光，從而增加這些元件的透光量，減少或消除系統(tǒng)的雜散光。

減反射膜是以光的波動(dòng)性和干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)的。二個(gè)振幅相同，波長(zhǎng)相同的光波疊加，那么光波的振幅增強(qiáng)；如果二個(gè)光波原由相同，波程相差，如果這二個(gè)光波疊加，那么互相抵消了。減反射膜就是利用了這個(gè)原理，在鏡片的表面鍍上減反射膜(AR-coating），使得膜層前后表面產(chǎn)生的反射光互相干擾，從而抵消了反射光，達(dá)到減反射的效果。*簡(jiǎn)單的增透膜是單層膜。一般情況下，采用單層增透膜很難達(dá)到理想的增透效果,為了在單波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)零反射,或在較寬的光譜區(qū)達(dá)到好的增透效果，往往采用雙層、三層甚至更多層數(shù)的減反射膜。

減反射膜的實(shí)際應(yīng)用非常廣泛，*常見(jiàn)的是鏡片及太陽(yáng)能電池-通過(guò)制備減反射膜來(lái)提高光伏組件的功率瓦值。據(jù)涂布在線了解，目前晶體硅光伏電池使用的減反射膜材料是氮化硅，采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積技術(shù)，使氨氣和硅烷離子化，沉積在硅片的表面，具有較高的折射率，能起到較好的減反射效果。早期的光伏電池采用二氧化硅和二氧化鈦膜作為減反射層。

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濾光片

濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過(guò)，如此類推。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過(guò)，所以是透明的，但是染了染料后，分子結(jié)構(gòu)變化，折射率也發(fā)生變化，對(duì)某些色光的通過(guò)就有變化了。比如一束白光通過(guò)藍(lán)色濾光片，射出的是一束藍(lán)光，而綠光、紅光極少，大多數(shù)被濾光片吸收了。

濾光片產(chǎn)品主要按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應(yīng)用特點(diǎn)等方式分類。

光譜波段：紫外濾光片、可見(jiàn)濾光片、紅外濾光片；

光譜特性：帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片；

膜層材料：軟膜濾光片、硬膜濾光片。硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方面,更重要的是它的激光損傷閾值,所以它廣泛應(yīng)用于激光系統(tǒng)當(dāng)中。軟膜濾光片則主要用于生化分析儀當(dāng)中。

帶通型：選定波段的光通過(guò)，通帶以外的光截止。

短波通型(又叫低波通)：短于選定波長(zhǎng)的光通過(guò)，長(zhǎng)于該波長(zhǎng)的光截止。比如紅外截止濾光片，IBG-650。

長(zhǎng)波通型(又叫高波通)：長(zhǎng)于選定波長(zhǎng)的光通過(guò)，短于該波長(zhǎng)的光截止比如紅外透過(guò)濾光片，IPG-800。

彩色濾光片是TFT-LCD背光模組的重要組成部分。

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偏光片

偏光片（PolarizingFilm)的全稱應(yīng)該是偏振光片。液晶顯示器的成像必須依靠偏振光。偏光片的主要作用就是使不具偏極性的自然光變成產(chǎn)生偏極化，轉(zhuǎn)變成偏極光，加上液晶分子扭轉(zhuǎn)特性，達(dá)到控制光線的通過(guò)與否，從而提高透光率和視角范圍，形成防眩等功能。

偏光片可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的液晶顯示產(chǎn)品:液晶電視、筆記本電腦、手機(jī)、PDA、電子詞典、MP3、儀器儀表、投影儀等，也可用于時(shí)尚偏光眼鏡。其中，LCD的應(yīng)用是拉動(dòng)偏光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量。

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補(bǔ)償膜/相位差板

補(bǔ)償膜的補(bǔ)償原理，是將各種顯示模式下(TN/STN/TFT(VA/IPS/OCB))液晶在各視角產(chǎn)生的相位差做修正,簡(jiǎn)言之，即是讓液晶分子的雙折射性質(zhì)得到對(duì)稱性的補(bǔ)償。若要從其功能目的來(lái)區(qū)分則可略為分單純改變相位的相位差膜、色差補(bǔ)償膜及視角擴(kuò)大膜。補(bǔ)償膜能降低液晶顯示器暗態(tài)時(shí)的漏光量，并且在一定視角內(nèi)能大幅提高影像之對(duì)比、色度與克服部分灰階反轉(zhuǎn)問(wèn)題。

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配向膜

配向膜是具有直條狀刮痕的薄膜，作用是引導(dǎo)液晶分子的排列方向。在已蒸上透明導(dǎo)電膜（ITO）的玻璃基版上，用PI涂液和轉(zhuǎn)輪（roller），在ITO膜上印出一條一條平行的溝槽，到時(shí)候液晶可依此溝槽的方向橫躺於溝槽內(nèi)，達(dá)到使液晶呈同一方向排列之目的。此具有一條一條方向的膜，即為配向膜。

據(jù)涂布在線了解，液晶之所以可應(yīng)用于螢?zāi)簧希蚱湓谄叫蟹肿臃较蚺c垂直分子方向之誘電率不同，因此可用電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)之，另一方面，由于液晶也具有視分子方向而變化之折射率（也就是具有雙折射），可改變偏極光之偏極方向，*后更因液晶與配向膜之界面有很強(qiáng)之作用力（AnchoringStrength），在電場(chǎng)關(guān)閉后液晶就靠著彈性系數(shù)（恢復(fù)力）而恢復(fù)到原來(lái)之排列，由此可知沒(méi)有配向膜之存在，液晶是無(wú)法工作的。但在液晶螢?zāi)恢畱?yīng)用上，其液晶分子與配向膜表面呈某一角度的傾斜(即預(yù)傾角，PretiltAngle)，如此才能達(dá)到均一配向的效果。

配向膜涉及的涂布非卷式濕法涂布，方式有傳統(tǒng)的定向刷磨法和現(xiàn)在的UV光配向法、電子漿配向和離子束配向。

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擴(kuò)散膜

擴(kuò)散膜為TFT-LCD背光模塊中之關(guān)鍵零組件,能夠?yàn)橐壕э@示器提供一個(gè)均勻的面光源,一般傳統(tǒng)的擴(kuò)散膜主要是在擴(kuò)散膜基材中,加入一顆顆的化學(xué)顆粒,作為散射粒子,而現(xiàn)有之?dāng)U散板其微粒子分散在樹(shù)脂層間,所以光線在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散層時(shí),會(huì)不斷于2個(gè)折射率相異的介質(zhì)中穿過(guò),故光線就會(huì)發(fā)生許多折射、反射與散射的現(xiàn)象,如此便造成了光學(xué)擴(kuò)散的效果。

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增亮膜/棱鏡片/聚光片

增亮膜又叫棱鏡片（PrismSheet）,常簡(jiǎn)稱BEF（BrightnessEnhancementFilm），為TFT-LCD背光模塊中之關(guān)鍵零組件，主要是借由光的折射與反射原理，利用棱鏡片修正光的方向，使光線正面集中，并將視角外未被利用的光線可以回收與利用，同時(shí)提升整體輝度與均勻度，達(dá)到增亮的效果，又稱聚光片。復(fù)合型光學(xué)膜，主要是將原本聚光片的功能與擴(kuò)散功能加以整合，如此將可減少使用1片擴(kuò)散片，有利於下游廠商簡(jiǎn)化背光設(shè)計(jì)、節(jié)省工序、降低成本，同時(shí)亮度效率還可提升。對(duì)於光學(xué)膜廠商來(lái)說(shuō)，雖然復(fù)合型增亮膜會(huì)取代傳統(tǒng)聚光片（增亮膜），但單價(jià)和利潤(rùn)都較佳。

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遮光膜/黑白膠

黑白遮光膠|遮光膜主要應(yīng)用于背光源上，起固定、遮光作用(遮掉邊光和燈位的光)，也叫遮光片、黑白膜，簡(jiǎn)稱黑白膠(可說(shuō)是種雙面膠帶）。相對(duì)TFT-LCD所使用的背光源遮光要求較高，所以大部分的黑白膠都應(yīng)用在TFT-LCD的背光源上面。除黑白膠外，還有黑黑膠（雙面為黑色），主要作用仍然是固定，遮光；黑銀膠（單面黑色，單面銀色），除遮光外，銀色面有反射作用。相對(duì)黑白膠是LCD市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。黑面與白面的粘性對(duì)比，白面需要更大一些，因?yàn)榘酌媾c橡膠框相連接，而黑面與玻璃相連接，相對(duì)玻璃對(duì)膠的附著性，橡膠框更差一些，所以需要白面的粘性更大來(lái)保證整個(gè)模組的穩(wěn)定性。

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采用德國(guó)薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫(huà)框等。