光學(xué)級PET 聚酯薄膜了廣泛應(yīng)用

需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

近年來，光學(xué)級PET 聚酯薄膜得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是在液晶顯示屏的制造過程中，PET型光學(xué)薄膜是必不可缺的材料，如擴(kuò)散膜、增亮膜、防眩光膜等等。實(shí)際上這取決于PET光學(xué)薄膜的特性——透光率高、霧度低、亮度高、不泛黃、附著力好、平整度好、無明暗紋、耐高溫和紫外線照射、挺度佳、抗燒裂、不易破損等等。

功能性PET 型光學(xué)膜主要是通過在PET 聚酯薄膜表面涂覆各種功能性涂層所得。

根據(jù)涂層所起的作用，可將涂層分為三類，即保護(hù)用涂層、裝飾用涂層和功能性涂層。在PET 聚酯膜上涂覆不同的涂層，便可制得不同功能的薄膜。

例如在PET 聚酯膜表面涂布上抗劃傷、抗靜電(106~108Ω)涂層，制成屏幕PET保護(hù)膜，用于手機(jī)或電腦屏幕表面的保護(hù)。

在PET 聚酯膜上涂布含有光學(xué)粒子或者玻璃微珠的涂層，可制成光學(xué)擴(kuò)散膜，將其用于LCD 面板背光模塊，能有效消除明暗交錯(cuò)或者網(wǎng)點(diǎn)現(xiàn)象，提升光線亮度，為LCD 面板提供均勻的面光源。

在PET聚酯膜表面涂布具有顆粒成分的樹脂體系，可制成防眩光膜，將其用于液晶顯示屏，具有利用反射光的散射和由硬涂樹脂與粒子的折射率差產(chǎn)生的內(nèi)部散射來防止畫面拖尾的作用等等。

不同于普通的保護(hù)膜或膠帶，光學(xué)膜必須厚薄均勻，表面要求無塵、少晶點(diǎn)，這對涂布技術(shù)提出了更高的要求。涂布技術(shù)主要有涂層配方技術(shù)、涂層固化技術(shù)和涂布工藝技術(shù)這三個(gè)方面，我們下一次再來詳細(xì)講述。

光學(xué)薄膜一般可分為反射膜、增透膜/減反射膜、偏光片/偏光膜、分束膜等。如今，隨著光學(xué)薄膜不斷的發(fā)展，可以將光學(xué)薄膜按照其性能——調(diào)控光強(qiáng)度、調(diào)控光譜分布、調(diào)控偏振特性、調(diào)控色散特性等進(jìn)行歸納分類。如此便可跳出原有思維模式，不是按照薄膜常規(guī)分類去選擇所需薄膜類型，而是從其所需應(yīng)用的角度去選擇不同性能的光學(xué)薄膜，以一個(gè)全新的視角重新認(rèn)識光學(xué)薄膜，重新認(rèn)識光學(xué)薄膜帶來的應(yīng)用問題。

除了具有光學(xué)性能外，如今光學(xué)薄膜越來越能夠集合多種功能需求，如圖5。超低損耗薄膜為薄膜領(lǐng)域的一個(gè)極限挑戰(zhàn)，需要深入認(rèn)識散射、吸收、透射機(jī)制及其控制技術(shù)，使薄膜的光學(xué)損耗<10 ppm。另外，還需要考慮薄膜熱噪聲的控制問題，其中涉及薄膜材料體系以及熱噪聲物理機(jī)制和模擬等一系列相關(guān)問題。

圖5  超低損耗光學(xué)薄膜的制作要求

未來，光學(xué)薄膜的性能演化應(yīng)朝著多元化不斷發(fā)展，包括光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能和力學(xué)性能等。例如，手機(jī)面板上的薄膜就是光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

同時(shí)，還需考慮機(jī)械性能的控制，機(jī)械性能的滿足是薄膜在實(shí)際中獲得應(yīng)用的前提，在薄膜制備中也需考慮多方面因素：高低溫沖擊和實(shí)驗(yàn)環(huán)境、薄膜的硬度、薄膜與基板的吸附力、薄膜的應(yīng)力、薄膜的耐摩擦特性等。因此，光學(xué)薄膜的未來將與熱、電、磁、力、機(jī)相融合，呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢。

光學(xué)薄膜制作的基本過程，實(shí)際上是涵蓋了優(yōu)化設(shè)計(jì)、制備工藝和檢測方法，再經(jīng)過多次迭代，*終評價(jià)其性能的過程，如圖6。光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)前的基板加工階段往往會被忽略，但是光學(xué)薄膜作為整個(gè)系統(tǒng)的中間鏈條，要使其性能得到*充分的展現(xiàn)，必須要注重整個(gè)制作鏈的控制。

圖6  光學(xué)薄膜制作過程

（1）計(jì)算方法-正問題

光學(xué)薄膜的性能計(jì)算較為簡單，是由光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)計(jì)算其性能指標(biāo)。光在兩種材料交界面上的反射與折射為單界面問題；在單層薄膜上的反射與折射為雙界面問題；在多層膜上的反射與折射為多界面問題。

（2）設(shè)計(jì)方法-逆問題

逆問題是由所需光學(xué)薄膜的性能指標(biāo)來反向設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，其中較重要的幾個(gè)問題為：如何選擇逆問題的評價(jià)函數(shù)、如何設(shè)置初始的條件、如何優(yōu)化算法的選擇。雖然隨著科技和光電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，已經(jīng)有很多優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件供我們選擇設(shè)計(jì)，但是努力尋求新方法，重塑光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)問題仍是我們需要不斷堅(jiān)持追求的。

（3）制作方法

光學(xué)薄膜的制作方法有熱蒸發(fā)、激光脈沖沉積、磁控濺射、離子注入、離子束濺射等，應(yīng)根據(jù)不同方法得到的沉積粒子能量、沉積速率等性能參數(shù)去選擇合適的光學(xué)薄膜制備方法。例如，不同的沉積速率代表了不同的生產(chǎn)速率，而以上幾種方法中，熱蒸發(fā)的沉積速率*為快速，如圖7。

圖7  各種物理方法的薄膜沉積速率

如果用電子束蒸發(fā)的方式制備光學(xué)薄膜，制備出的光學(xué)薄膜帶孔洞且不致密，而用離子束輔助制備后則會相對致密，但這并非表示光學(xué)薄膜越致密越上等，而是需從多個(gè)角度考慮，選擇不同的光學(xué)薄膜制備方法，而非片面地選擇單一制備方法。

（4）測試方法

光學(xué)薄膜的測試方法有分光光度計(jì)、X射線衍射、薄膜弱吸收、散射測量、表面形貌測量等。其中*為基本的測試方法為通過分光光度計(jì)法測量其反射率和透過率；當(dāng)需要更深入了解薄膜性能、對其制作進(jìn)行研究時(shí)，可以采用X射線衍射檢測薄膜微觀結(jié)構(gòu)；當(dāng)用到低損耗薄膜或者是激光薄膜時(shí)，則需要對其薄膜弱吸收、激光損傷性能進(jìn)行測量；當(dāng)需要檢測薄膜的平整度和表面輪廓時(shí)，則需要對其進(jìn)行表面形貌測量。

在整個(gè)光學(xué)薄膜的制作過程中，還需注意以下3點(diǎn)問題：

（1）雖然上述皆為物理沉積方法，但是光學(xué)薄膜*早的鍍膜方法其實(shí)是化學(xué)方法，如圖8。例如近年來發(fā)展較為迅速的原子層沉積方法，其在半導(dǎo)體工業(yè)中有著較多的應(yīng)用，比較傳統(tǒng)的還有化學(xué)氣相沉積方法、自組織生長方法等。因此，雖然大家目前制作光學(xué)薄膜普遍使用的是物理方法，也不能忽視了化學(xué)方法的可取之處，在解決制作難題時(shí)，不可一味采用現(xiàn)有技術(shù)和手段，要用更廣闊的思維視角去看待問題，處理問題，不斷**解決問題的方法。

圖8  典型薄膜的化學(xué)制作方法

（2）光學(xué)薄膜一般在基板上制備，因此基板在光學(xué)薄膜制備中起到十分重要的作用，并且基板和鍍膜無法分離，應(yīng)該將這兩方面結(jié)合起來研制光學(xué)薄膜。

（3）在光學(xué)薄膜研制過程中，清洗問題往往容易被忽視，絕大多數(shù)企業(yè)為了節(jié)省成本采用手擦的清洗方式，這在常規(guī)的應(yīng)用中無可厚非，而在低損耗、高損傷性能激光薄膜的特殊應(yīng)用中，手擦的方法則會造成許多薄膜缺陷、導(dǎo)致薄膜的光學(xué)損耗和損傷。因此，應(yīng)該將基板的清洗、設(shè)計(jì)、鍍膜、性能表征和性能測試這整套操作系統(tǒng)建立起來，而非每個(gè)環(huán)節(jié)只顧好自身，按部就班。

如今的科技發(fā)展日新月異，很多過去不可觸及的夢想而今已成為現(xiàn)實(shí)，研究和發(fā)展光學(xué)薄膜，應(yīng)該樹立更長遠(yuǎn)的目標(biāo)，追求更**的影響。首先，我們應(yīng)該追求更**化的光學(xué)薄膜性能指標(biāo)，例如FWHM＜0.1 mm，R＞99.9999%等，如圖9。其次，我們要注重光學(xué)薄膜的微型化、平板化、集成化發(fā)展，如圖10。不能局限于按部就班地制作光學(xué)薄膜，而應(yīng)從其發(fā)展趨勢、市場潛在需求等去考慮、去**。

圖9  未來光學(xué)薄膜的發(fā)展目標(biāo)

圖10  未來光學(xué)薄膜的發(fā)展方向

關(guān)于我們

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