光學薄膜(mó)在咱們的(de)日子中無處(chù)不在,從精細及光學設備、顯(xiǎn)現器設備到平常日子中的光學薄膜(mó)運用;比方說,平常戴的眼(yǎn)鏡、數碼(mǎ)相機、各式(shì)家電用品,或許是(shì)鈔票上的防偽技能,皆能(néng)被稱(chēng)之為(wéi)光學薄膜技能運用之延伸。假使沒有光(guāng)學薄膜技能作為開(kāi)展根底,近代光電、通訊或是鐳射(shè)技能將無法有所開展,這(zhè)也顯現出光學薄膜技能研(yán)究開(kāi)展(zhǎn)的首要性。

光學(xué)薄膜係指在光學元件或獨(dú)立基板上,製鍍上或塗布一層或多層介電質膜或金屬膜或這(zhè)兩類膜的組合,以改動(dòng)光波之傳遞特性,包含光(guāng)的透射、反射、吸收、散射(shè)、偏振及相位改動。故經由恰(qià)當(dāng)規劃能(néng)夠(gòu)調變不一樣波(bō)段元件外表之穿透率及反射率,亦能夠使不一(yī)樣偏振平麵的光具有不一樣的特性。

通常來說,光學薄膜(mó)的生產方法首要分為幹(gàn)法和濕法(fǎ)的(de)生產工(gōng)藝。所謂的幹式即是沒(méi)有液體出現在(zài)全部加工過程中,例如真空(kōng)蒸鍍是在一真空環境中,以電能加熱(rè)固體原物料,經進步成氣(qì)體後附著在一(yī)個固體基材的外表上,完結塗布加工。平常日子中所(suǒ)看到裝修用的金色、銀色或具金屬質感的包裝(zhuāng)膜,即是以幹式塗布方法製造的商品。但是在實(shí)踐(jiàn)量(liàng)產的思考下,幹式塗布運用的規(guī)模小於濕式塗布。濕(shī)式塗布通常的做法是把具有各種功用的成分混(hún)組成液態(tài)塗料,以不(bú)一樣的加工(gōng)方法塗布在基材上,然後(hòu)使液態塗料枯燥固化做成商品。在本文中僅評論濕式塗(tú)布技(jì)能的光學薄膜工業。

光學薄膜分類

光學薄膜依據其用處分類、特性與運(yùn)用可分為:反(fǎn)射膜、增透膜/減反(fǎn)射(shè)膜、濾光片(piàn)、偏光片/偏光膜、抵償膜/相位差板、配向膜、渙散膜/片、增亮膜/棱鏡片/聚光片、遮(zhē)光膜/是非膠等。有關衍生的品種有光學級(jí)維護膜、窗膜等。

1、反射(shè)膜(mó)

反射膜通常可分為兩類,一(yī)類是金屬反射膜,一類是全電介質反射膜。此外,還有將兩者聯係的金屬電介質反射膜,功用是添加光(guāng)學外(wài)表的反射率。

通常金屬都具(jù)有較(jiào)大的消光係數。當光束由空氣入射到金屬外表時,進(jìn)入金屬內(nèi)的光振幅敏捷衰減,使得(dé)進入金屬內部的光能相應(yīng)削減,而反射光能添加。消光係數越(yuè)大,光振幅衰減越敏捷,進入金屬內部的光能越少,反射率(lǜ)越高(gāo)。大家老是挑選消光(guāng)係數較大,光學性質(zhì)較穩定的金屬作為金屬膜資料(liào)。在紫外區常用的金屬薄資(zī)料是鋁,在可見光區常用鋁和(hé)銀,在紅外區常(cháng)用金、銀和(hé)銅(tóng),此外,鉻和鉑也常作一(yī)些(xiē)特種薄膜的膜料。由於(yú)鋁(lǚ)、銀、銅(tóng)等資料(liào)在空氣中(zhōng)很簡略氧化而下降功用,所以有必(bì)要用(yòng)電介質膜加以維護。常用的維護膜資料有一氧化(huà)矽、氟化鎂(měi)、二(èr)氧化矽、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的(de)長處是製備工藝簡略,作業的波長規模寬;缺(quē)陷是光損大,反射率不可能很高。為了使(shǐ)金屬反射膜的反射率進一步進(jìn)步(bù),能夠在(zài)膜的外側加鍍幾層必定厚度的(de)電介質層,構成金(jīn)屬電介質反射膜。需求指(zhǐ)出的是,金屬電介質射膜添加了某一波長(zhǎng)(或許某(mǒu)一波區)的反(fǎn)射率,卻破壞了金屬膜中性反射(shè)的特色。

全(quán)電介質(zhì)反射膜是(shì)建立(lì)在(zài)多光束幹涉(shè)根底上的。與增透膜(mó)相反,在光學(xué)外(wài)表上鍍一層折射率高於基(jī)體資料的(de)薄膜,就能夠添加光學(xué)外表的反射(shè)率。最簡略的多(duō)層反射是由高、低折射率的(de)二種資(zī)料(liào)交(jiāo)替蒸鍍而(ér)成的,每層膜的光學厚度為(wéi)某一波長的四分一。在這種條件下,參與疊加的各界麵上的反射光矢量,振(zhèn)蕩方向一樣。組成(chéng)振幅隨著薄膜層數的添加而添加。

鋁箔反射(shè)膜Dike鋁箔隔熱卷(juàn)材,又稱阻隔膜、隔熱膜、隔(gé)熱(rè)箔、拔熱膜、反射膜(mó)等(děng)。由鋁箔貼麵+聚乙烯薄膜(mó)+纖維編織(zhī)物+金屬塗膜經過(guò)熱熔膠層壓而(ér)成(chéng),鋁箔卷材具(jù)有隔熱保溫、防水、防(fáng)潮等功用。鋁箔隔熱(rè)卷(juàn)材的日照吸收(shōu)率(太陽(yáng)輻射吸收係數)極低(dī)(0.07),具有傑出的隔熱保溫功(gōng)用,能夠反射掉(diào)93%以上的(de)輻射熱,被廣泛運用於(yú)修建屋麵與外牆隔(gé)熱保溫。

相對應的是(shì)一種防反射膜,首要成效(xiào)是進步光線的衍射(shè),使大(dà)家能夠長期的觀看文字和圖形(xíng)。這就需求外(wài)表滑潤反射少的防(fáng)反射薄膜。

2、增透膜/減反射膜

減反射膜又稱增透膜,它的首要功用是削(xuē)減或消除透鏡、棱鏡、平麵鏡等學外表的反射光,然後添加(jiā)這些元件的透光量,削減或消除體係的雜散光(guāng)。

減反(fǎn)射膜是以光的波動性和幹涉景象為根底的。二個振幅一樣,波長一樣的光波疊加,那麽光波的振(zhèn)幅增強;假如二個光波原由一樣,波程相差,假如這二個光波疊加,那麽相互抵(dǐ)消了。減反射膜即是(shì)運用(yòng)了這個原理,在鏡片的外表鍍上減反射膜(AR-coating),使得膜層前後(hòu)外表發作(zuò)的(de)反射光(guāng)相互(hù)攪擾,然後抵(dǐ)消了反射(shè)光,到達減反射的效果。最簡略的增透膜(mó)是單層(céng)膜。通常情況下(xià),選用單層增透膜很難到達(dá)抱(bào)負的增透(tòu)效果,為了在單波長完成零反射,或在較寬的光譜區到達好的增透效果,通(tōng)常選用雙層、三層乃至更多層數(shù)的減反射膜。

減反射膜的實踐運用十分廣泛,最常見的(de)是鏡片及太陽能電(diàn)池-經過(guò)製備減反射膜來進步光伏組件的功率瓦值。現在晶體矽光伏電池運用的減反射膜資料是氮化矽,選用等離子增強化學氣相澱積技能,使氨氣和矽烷離子化,沉積在矽片的(de)外(wài)表,具有較高的折射率,能起到較好的減反射效果。前期(qī)的(de)光伏電池選用二氧化矽和二氧化鈦膜(mó)作為減反射(shè)層(céng)。

3、濾光片

濾光片是塑(sù)料或玻璃片再參加特種染料做成的,紅色濾光片隻能讓紅光經過,如此類比。玻璃片的折射率本來與空氣差(chà)不多,一切色光都能夠經過(guò),所以(yǐ)是通明的,但是染了染料後,分子(zǐ)結構改動,折射率也發作改動,對某些色光的經過就有改動了。比(bǐ)方一束白光經過藍色濾光片,射出的是一束藍光,而綠光、紅光極少,大多數被濾光片吸收了(le)。

濾光片商品首要按光(guāng)譜(pǔ)波段、光譜特性、膜層資料、運用(yòng)特色等方法分類。

光譜波段:紫外濾光(guāng)片、可見濾光片、紅外濾光片

光譜特性:帶通(tōng)濾光片、截止濾光片、分光濾光(guāng)片、中性密度濾光片、反射濾光片

膜層資料:軟膜濾光片、硬膜濾光片。硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方麵,更首要的(de)是它的激光(guāng)損害閾值(zhí),所以它廣泛運用於激光體係傍邊。軟膜濾光片則(zé)首要(yào)用於生化分(fèn)析儀傍邊。

帶(dài)通型(xíng):選定波段的光經過,通(tōng)帶以(yǐ)外的光截止。

短波通型(又名低波通):短於選定波長的光經過,善於該波長的光截止(zhǐ)。比方紅外截(jié)止濾光片,IBG-650。

長波通型(又名高波通):善於選定波長的光經過,短於該波(bō)長的光截(jié)止比方紅外(wài)透過濾光片,IPG-800。

五顏六(liù)色濾光片是TFT-LCD背(bèi)光(guāng)模組的首要(yào)構成有些。

4、偏光片

偏光片(PolarizingFilm)的全稱應該是偏振(zhèn)光片。液晶顯現器的成像有必(bì)要(yào)依靠偏振光。偏光(guāng)片的首(shǒu)要效果即是使不具偏極性(xìng)的自然光成為(wéi)發(fā)作偏極化,轉成為偏極光,加上液晶(jīng)分子(zǐ)改動(dòng)特性(xìng),到達操控(kòng)光線的經過與否,然後進步透光率和視角規模,構成防眩等功用。

偏光片可廣(guǎng)泛運用於現代(dài)的液晶顯現商品:液晶電視、筆記本(běn)電腦、手機、PDA、電子詞典、MP3、儀器儀表(biǎo)、投影儀等(děng),也可用於時尚偏光眼鏡。其間,LCD的運用是(shì)拉動偏光片工業開展(zhǎn)的首要力氣。

5、抵償膜/相(xiàng)位差板

抵償膜的抵償原理,是將各種顯現形式下(TN/STN/TFT(VA/IPS/OCB))液晶在各視角發作(zuò)的相位差做修正,簡言之(zhī),即是讓(ràng)液晶分子的雙折射性質得到對稱性的抵償。若要從其功用意圖來區別(bié)則可略為(wéi)分單純改動相位的相位差膜、色差抵償膜及視角擴展膜(mó)。抵償膜能下降液(yè)晶顯現器暗態時的漏光量,並且(qiě)在必定視角內能大幅進步印象之比照、色度(dù)與戰勝有些灰階(jiē)回轉(zhuǎn)疑問。

6、配向膜

配向膜是(shì)具有直條狀刮痕的(de)薄(báo)膜,效果是引導液(yè)晶分子的(de)擺放方向(圖1.1)。在已蒸上通明導電膜(ITO)的玻璃基版上,用PI塗液和轉輪(roller),在ITO膜上印出一條一(yī)條平行的溝槽,到時(shí)候液晶可依此溝槽的方向橫躺於(yú)溝槽內,到達使液晶(jīng)呈同一方向擺放(fàng)之意圖。此具有一條一條方向的膜,即(jí)為配向膜。

液晶之所以可(kě)運用於(yú)螢幕上,乃因其在平行分子方向與垂直分子方向之誘(yòu)電率不一樣,因而可用電場驅動之,另一方麵,由於液晶也具有視分子方向而改動之折射率(也即是具有雙折射),可改動偏極光之偏極方向(xiàng),最終更因液晶與配向膜之界麵有很強之(zhī)效果力(AnchoringStrength),在電場封閉(bì)後液晶就靠著彈性係數(康複力)而康(kāng)複到原來(lái)之擺放,由此可知沒(méi)有配向膜之存在,液晶是無法(fǎ)作業的。但在液晶螢幕之運用上,其液晶分子與配向膜(mó)外表呈某一視點的傾斜(即預傾角,PretiltAngle),如此才幹到達均一配向的效果。

配(pèi)向膜觸(chù)及的塗布非卷式濕法塗布,方法有傳統的定向刷磨法和現在的UV光配向法、電子漿配向和離子束配向。

7、渙散(sàn)膜

渙散膜為TFT-LCD背光(guāng)模(mó)塊中之關鍵零組件,能夠為液晶顯現器供給一個均勻(yún)的(de)麵光源,通常傳統的渙散膜首要(yào)是在渙散膜基材中,參加一顆(kē)顆的化學顆粒(lì),作為散射粒子,而現有之渙散板其微粒子渙散在樹脂層間(jiān),所以光線在經(jīng)過(guò)渙(huàn)散層時,會不(bú)斷(duàn)於2個折射率相異的介質中穿過,故光線就會發作很多折射、反射與散射的景象,如(rú)此便造成了光學渙散(sàn)的效果。詳見第二章。

8、增亮膜/棱(léng)鏡片/聚光片(piàn)

增亮膜又(yòu)名棱(léng)鏡片(PrismSheet),常簡稱BEF(BrightnessEnhancementFilm),為TFT-LCD背光模塊中之關鍵(jiàn)零組件,首要是借由光的折射與反射原理,運用棱鏡(jìng)片修正光的方向,使光線正麵會集,並將視角外未被運用的光(guāng)線能夠收回與運用,一起(qǐ)提高整體輝度與均勻度,到達增亮的效(xiào)果,又稱聚光片。複合(hé)型光學膜,首要是將本來聚光片的功(gōng)用與渙散功(gōng)用加以結合,如此將可削減運用1片渙散(sàn)片,有利於下流廠商簡化背光規劃、節約工序、下降成本,一起亮度功率還可提高。對於光學膜廠商來說,雖然複合型增亮膜會替代傳統聚光(guāng)片(增亮膜),但單(dān)價和贏利都較佳。

9、遮(zhē)光膜/是非膠

是非遮光膠|遮光膜首要(yào)運用於背(bèi)光源上,起固(gù)定、遮光效果(遮掉邊光(guāng)和燈位的光),也叫遮光片、是非膜,簡稱是非膠(可說是種雙麵膠帶)。相對TFT-LCD所運用的背光源遮光(guāng)請求較高,所以大有些的是非膠都運用(yòng)在TFT-LCD的背光源上麵。除是非(fēi)膠外,還有黑黑(hēi)膠(雙(shuāng)麵為黑色),首要效果仍然是固定,遮光(guāng);黑銀膠(單麵黑(hēi)色,單麵銀色),除遮光外,銀色麵有反射效果。相對是非膠是LCD商場的主流商品。黑麵與白麵的粘性比照,白麵需求更大一些,由於白麵與橡膠框相(xiàng)連接(jiē),而黑麵與玻璃相連接,相對玻璃對膠的附著性,橡膠框更差一些,所以需求白麵的粘性更大來確保(bǎo)全部模組的穩定性。