光學薄膜在咱們的日子中無處不在,從精細(xì)及光學設備、顯現器設備到平常日子中的光學薄膜運用;比方說,平常戴的眼(yǎn)鏡(jìng)、數碼相機、各式家電用品(pǐn),或許是鈔票上的防偽技能,皆能被稱之為光學薄膜技能運用之延伸(shēn)。假使(shǐ)沒有光學薄膜技能作為開展根底,近代光電、通(tōng)訊(xùn)或是鐳射技能將無法有所開展,這也顯現出光(guāng)學薄膜技能研究開展的首要性。

光(guāng)學薄膜係指在(zài)光學元件或獨(dú)立基板(bǎn)上,製鍍上或塗布一層或多層介電質膜或金屬膜或這兩類膜的組合,以(yǐ)改動光(guāng)波之傳遞特性,包含光的(de)透射、反射(shè)、吸收、散射、偏振及(jí)相位改動。故經由恰當規劃能(néng)夠調變不一樣波段元件外表之穿透率及反射率(lǜ),亦能夠使不一樣偏振平麵的光具有(yǒu)不一樣(yàng)的特性。

通常來說,光學薄(báo)膜的生產方法首要分為幹法和(hé)濕法的生產工藝。所謂的幹式即是沒(méi)有液體出現在全部(bù)加工過程中,例如真空蒸鍍是在一真(zhēn)空(kōng)環境中,以電能(néng)加熱固體(tǐ)原物料,經進步成氣(qì)體後附著在一(yī)個固體基材的外表(biǎo)上,完結塗布加工。平常日子中所看到裝修用(yòng)的(de)金色、銀色(sè)或具金屬質感的包裝膜,即是以(yǐ)幹式(shì)塗布方法製(zhì)造的商品。但是在(zài)實踐量產的思考下,幹式塗布運用的規模小(xiǎo)於濕式塗布。濕式塗布通常的做法(fǎ)是把具有各種(zhǒng)功用的成分混組成液態塗料,以不(bú)一樣的加工方法塗布在基材上,然後(hòu)使液態塗料枯燥固化做成(chéng)商品。在本文中僅評論濕(shī)式(shì)塗布技能的光學薄膜(mó)工業。

光學薄膜分類

光學薄膜(mó)依據其用處分類、特性與運用可分為:反射膜、增透膜/減(jiǎn)反射膜、濾光(guāng)片、偏(piān)光(guāng)片/偏光(guāng)膜、抵(dǐ)償膜/相位差板、配向(xiàng)膜(mó)、渙散(sàn)膜(mó)/片、增亮膜/棱鏡片/聚光片、遮光膜/是非膠等。有關衍生的(de)品(pǐn)種有光學級維(wéi)護膜、窗膜等。

1、反射膜

反射膜通常可分為兩類,一類是金屬反射(shè)膜,一類是全電介質反射膜。此外,還有(yǒu)將(jiāng)兩(liǎng)者聯係的金屬電介質(zhì)反射膜(mó),功用是添加光學外表的反射率。

通常金屬都具有較大的消光係數。當光束由空氣入射到金屬外表時,進入金屬內的光振幅敏捷衰減,使得進入金屬內部的光能相應削減,而反(fǎn)射光能添加。消光係數越大(dà),光振幅衰減越敏(mǐn)捷,進入金屬內部的光能(néng)越少,反射率越高。大家老是挑選消(xiāo)光係數較大,光(guāng)學性質較穩定的金屬(shǔ)作為金屬膜資料。在紫外區常用的金屬薄資料是鋁,在(zài)可見光(guāng)區常用鋁和(hé)銀,在紅外區常用金、銀和銅,此外,鉻和鉑也常作一些特種薄膜的膜料。由於(yú)鋁、銀、銅(tóng)等資料在空氣中很簡略氧化(huà)而下降功用(yòng),所以有必(bì)要(yào)用電介質膜加以維護。常用的維護膜資料有一氧化矽(guī)、氟化鎂、二氧化矽(guī)、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的長處是製備工藝簡略,作業的波長規模寬;缺陷(xiàn)是光損大,反射率不可能很高(gāo)。為了使(shǐ)金屬反射膜的反射(shè)率進一步進步,能夠在膜的外側加鍍幾層必定厚度的(de)電介(jiè)質層,構成金屬(shǔ)電介質(zhì)反射膜。需求指出的是,金屬電介質射膜添加了某一波(bō)長(或(huò)許某一波區)的反射率,卻(què)破壞了(le)金屬膜(mó)中性反射的特色。

全(quán)電介質反射膜是建立在多光束幹(gàn)涉根(gēn)底(dǐ)上的。與增透膜相反,在光學外表上(shàng)鍍一層折射率高於基體資料的薄膜,就能夠添加(jiā)光(guāng)學外表的反射率。最簡略的多層反射是由高、低折射率的二種資料交替蒸鍍而成的,每層膜的光學厚度為某(mǒu)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,振蕩方向一樣。組成振幅隨著薄(báo)膜層數的添加而添加。

鋁箔反射膜Dike鋁箔隔熱卷材,又稱阻隔(gé)膜(mó)、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼麵+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬塗膜經過熱熔膠層壓而成(chéng),鋁箔卷材具有隔熱保溫、防水、防(fáng)潮等功用。鋁箔隔熱卷材的日照(zhào)吸收率(太陽輻(fú)射吸收係數)極低(0.07),具有傑出的隔熱保溫功用(yòng),能夠反射掉93%以上的輻射(shè)熱,被廣泛運(yùn)用於修建(jiàn)屋麵與(yǔ)外牆隔熱保溫。

相(xiàng)對應的是一種防反射膜,首要成效是進步(bù)光線(xiàn)的衍射,使大家能夠長期的觀看文字和(hé)圖形。這就需求外表滑潤反射少的防反(fǎn)射薄膜。

2、增透膜/減反射膜

減反射膜又(yòu)稱增透膜,它的(de)首要(yào)功用是削減(jiǎn)或消除透鏡、棱鏡、平麵鏡等學外表的反射光,然後添加這些(xiē)元件的透光量(liàng),削減或消除體係的雜散光。

減反射膜是以光的波動性(xìng)和幹(gàn)涉景象為根底的。二個(gè)振幅一樣,波長一樣(yàng)的光波疊加,那麽光波的振幅增強;假如二個光波原由(yóu)一樣,波程相差,假如這二個光波(bō)疊加,那麽相互抵消了。減(jiǎn)反射膜即(jí)是運用了(le)這個(gè)原理,在鏡片的(de)外表鍍上減反射膜(AR-coating),使(shǐ)得膜層前後外表發作的反射(shè)光相(xiàng)互攪擾,然後抵消(xiāo)了反射光,到(dào)達減反射的效(xiào)果。最簡略的增透膜是單層膜。通常情(qíng)況下,選用單層增透膜很難(nán)到達抱負的(de)增透效果,為了在單波長完成零反射,或在較寬的光譜區到(dào)達好的增透效果,通常(cháng)選用雙層、三層乃至更多層數(shù)的減(jiǎn)反射(shè)膜。

減反射膜的實踐運用十分廣泛,最常見的是鏡片及太陽能電池(chí)-經過製備減反射膜來進步光(guāng)伏組件的功率瓦值。現在晶體矽光伏電池運用的減反射膜(mó)資(zī)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(chén)積在(zài)矽片的外表,具有較高的折射(shè)率(lǜ),能起到較好的減反射效果。前期的光伏電池(chí)選用二氧化矽和二氧化鈦膜作為減反射層。

3、濾光片

濾光片是塑料或玻璃片再參加特種染料做成的(de),紅色濾光片隻能讓紅光經(jīng)過,如此類(lèi)比。玻(bō)璃片的折射率(lǜ)本來與空氣差不(bú)多,一切色(sè)光都能夠經過,所以是通(tōng)明的,但是染了染(rǎn)料後,分子結構改動,折射率也發作改動,對某些色光的經過就有改動了。比方一束白光經(jīng)過藍(lán)色濾光片,射出的是一束藍光,而綠光、紅光極少,大多數被濾(lǜ)光片(piàn)吸收了。

濾光片商品首要按光(guāng)譜波段、光譜特性、膜層(céng)資料(liào)、運(yùn)用特(tè)色等方(fāng)法分類。

光譜(pǔ)波段:紫外濾光片、可見濾光片、紅外濾光片

光譜特(tè)性:帶通(tōng)濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片(piàn)、反射濾光片

膜層資料(liào):軟膜濾光片、硬膜濾(lǜ)光片。硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方麵,更首要的是(shì)它的激光損害閾值(zhí),所以它廣泛運用(yòng)於激光體係傍邊。軟膜濾光片則首要用於生化分析儀傍邊。

帶通型:選定波段的光經過,通(tōng)帶以外的光截止。

短波通(tōng)型(又名低波通):短於選定波長的光經過,善於該波(bō)長的光截止。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(de)光經過,短(duǎn)於該波長的光截止比方紅外透過濾光片,IPG-800。

五顏六色濾光片是TFT-LCD背光(guāng)模組的首要構成有些。

4、偏光片

偏光片(PolarizingFilm)的全稱應該是偏振光片。液晶顯現器(qì)的(de)成像有(yǒu)必要依靠偏振光。偏(piān)光片的首(shǒu)要效(xiào)果即是使不具偏極性的自(zì)然光成為發作偏(piān)極化,轉成為偏極光,加上液(yè)晶分子改動特性(xìng),到達操控光線的經過與否,然後進步透光率和視角規模,構成防眩等功用。

偏光片可廣泛運用(yòng)於現代的液晶顯(xiǎn)現商品(pǐn):液晶電視、筆記本電腦、手機、PDA、電子詞典、MP3、儀器儀表、投影儀等,也(yě)可用於時尚偏光眼(yǎn)鏡(jìng)。其(qí)間,LCD的運用(yòng)是拉動偏光片工業開展(zhǎn)的首要力氣。

5、抵償(cháng)膜/相(xiàng)位差(chà)板

抵償膜的抵償原理,是將各(gè)種顯現形式下(TN/STN/TFT(VA/IPS/OCB))液晶在各視角發作的相位(wèi)差做修正,簡言之,即是讓液晶分子的雙折射性質得到對稱性的抵償。若要從其功(gōng)用意圖來區別則可略(luè)為分單(dān)純改動相位的相位差膜、色差抵償膜(mó)及視角擴展膜。抵償膜能下降液晶顯現器暗態時的漏光量,並且在必定視角(jiǎo)內能大幅進步印象之比照(zhào)、色度與戰勝有些灰階回轉疑問。

6、配向膜

配向膜是具有直(zhí)條狀刮痕的薄膜,效果是引導液晶分子的擺放方向(xiàng)(圖1.1)。在已蒸上(shàng)通明導電膜(ITO)的玻(bō)璃基版上,用PI塗(tú)液和轉輪(roller),在ITO膜上印出一條一條平行的(de)溝槽,到時候液晶可依此溝槽的方向橫躺於溝槽內,到達使液晶呈同一方向擺放之意圖。此具(jù)有一條(tiáo)一條方向的膜,即為配向膜。

液(yè)晶之所以可運用於(yú)螢幕上,乃因其在平行(háng)分(fèn)子方向與垂直分子方向之誘電率不一樣,因而(ér)可用電(diàn)場驅動之,另一方麵,由於液(yè)晶也具有視分子方向而改動之折射率(也即是(shì)具有雙折射),可(kě)改動偏極光之偏極方向,最終(zhōng)更因液晶與配向膜(mó)之界麵有很強之效果力(AnchoringStrength),在電場封閉後液晶就靠著彈性係數(康複力)而(ér)康複到原來之擺放(fàng),由此可(kě)知沒有配向膜之存在,液晶是無法作業的。但在液晶螢幕之運用上,其(qí)液晶分子(zǐ)與配向膜外表呈某一視點的傾斜(即預傾角,PretiltAngle),如此才幹(gàn)到達均一配向的效果。

配向膜觸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(fǎ)、電子漿配向和離子束配(pèi)向。

7、渙散膜

渙散膜為TFT-LCD背光模塊中之關鍵零組件,能夠為液(yè)晶顯現器供給一個均勻的麵光源,通常(cháng)傳統的渙散膜首(shǒu)要是在渙散(sàn)膜(mó)基材中,參加(jiā)一顆顆的化(huà)學顆粒,作為散射粒(lì)子,而(ér)現有之渙散板其微粒子渙散在樹脂層間(jiān),所以光線在經過(guò)渙散層時,會不斷於2個折射(shè)率相異的介質中穿過,故光(guāng)線就會發作很多折(shé)射、反射與散射的景象(xiàng),如此便造(zào)成了光學渙散的效果。詳(xiáng)見第二章。

8、增亮膜/棱鏡片/聚光片

增亮膜又名棱鏡片(PrismSheet),常簡稱BEF(BrightnessEnhancementFilm),為TFT-LCD背光模塊中之關鍵零組件,首要是借由光的折射與反射原理,運用棱鏡片修(xiū)正光(guāng)的方(fāng)向,使光線正麵會集,並將視角外未被運(yùn)用的光線能夠收回與運用,一起提高整體輝度與均勻度,到達增亮(liàng)的(de)效果,又稱聚光片。複合型光學膜,首要是將本來聚光片的功用與渙散功用加以結合,如此將可削減(jiǎn)運用1片(piàn)渙散片,有利於下流廠商簡化背(bèi)光規劃、節(jiē)約工序、下降成本,一起(qǐ)亮度功率(lǜ)還可提高。對於光學膜(mó)廠商來說,雖然複(fù)合(hé)型增亮膜會替代傳統聚光片(增亮膜),但單價和贏利都較佳。

9、遮光膜/是非膠

是非遮光膠|遮光膜首要運用於背光(guāng)源上,起固定、遮光效(xiào)果(遮掉邊光和燈位的光),也叫遮光片、是非膜,簡稱是非膠(可說是(shì)種雙麵膠帶)。相對TFT-LCD所運用的背光源遮光請求較高,所以大有些的是非膠都運用在TFT-LCD的背光(guāng)源上麵。除(chú)是非膠外,還(hái)有黑黑膠(雙麵為黑色),首要效果仍然是固定,遮光;黑銀膠(單麵黑(hēi)色,單麵銀(yín)色),除遮(zhē)光外,銀色麵有反射效果。相對是非膠(jiāo)是LCD商(shāng)場的主(zhǔ)流商品。黑麵與(yǔ)白麵的粘性比照,白麵需求更大一些,由於白麵與橡膠框相連接(jiē),而黑麵與玻(bō)璃相連接,相(xiàng)對玻璃對膠的(de)附著性,橡膠框更差一些,所以需求白麵(miàn)的粘性更大來(lái)確保全部模組的穩定性。