光學級PET 聚酯薄膜了廣泛應用
光學級PET 聚酯薄膜了廣泛應用
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學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，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
近年來，光學級PET 聚酯薄膜得到了廣泛的應用。尤其是在液晶顯示屏的制造過程中，PET型光學薄膜是必不可缺的材料，如擴散膜、增亮膜、防眩光膜等等。實際上這取決于PET光學薄膜的特性——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。
根據涂層所起的作用，可將涂層分為三類，即保護用涂層、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保護膜，用于手機或電腦屏幕表面的保護。
在PET 聚酯膜上涂布含有光學粒子或者玻璃微珠的涂層，可制成光學擴散膜，將其用于LCD 面板背光模塊，能有效消除明暗交錯或者網點現象，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生的內部散射來防止畫面拖尾的作用等等。
不同于普通的保護膜或膠帶，光學膜必須厚薄均勻，表面要求無塵、少晶點，這對涂布技術提出了更高的要求。涂布技術主要有涂層配方技術、涂層固化技術和涂布工藝技術這三個方面，我們下一次再來詳細講述。
光學薄膜的性能演化
光學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，隨著光學薄膜不斷的發(fā)展，可以將光學薄膜按照其性能——調控光強度、調控光譜分布、調控偏振特性、調控色散特性等進行歸納分類。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，而是從其所需應用的角度去選擇不同性能的光學薄膜，以一個全新的視角重新認識光學薄膜，重新認識光學薄膜帶來的應用問題。
除了具有光學性能外，如今光學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域的一個極限挑戰(zhàn)，需要深入認識散射、吸收、透射機制及其控制技術，使薄膜的光學損耗<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制和模擬等一系列相關問題。
圖5 超低損耗光學薄膜的制作要求
未來，光學薄膜的性能演化應朝著多元化不斷發(fā)展，包括光學性能、熱學性能、電學性能、磁學性能和力學性能等。例如，手機面板上的薄膜就是光學、電學和力學的有機結合。
同時，還需考慮機械性能的控制，機械性能的滿足是薄膜在實際中獲得應用的前提，在薄膜制備中也需考慮多方面因素：高低溫沖擊和實驗環(huán)境、薄膜的硬度、薄膜與基板的吸附力、薄膜的應力、薄膜的耐摩擦特性等。因此，光學薄膜的未來將與熱、電、磁、力、機相融合，呈現多元化發(fā)展的趨勢。
光學薄膜的制備
光學薄膜制作的基本過程，實際上是涵蓋了優(yōu)化設計、制備工藝和檢測方法，再經過多次迭代，*終評價其性能的過程，如圖6。光學薄膜優(yōu)化設計前的基板加工階段往往會被忽略，但是光學薄膜作為整個系統(tǒng)的中間鏈條，要使其性能得到*充分的展現，必須要注重整個制作鏈的控制。
圖6 光學薄膜制作過程
（1）計算方法-正問題
光學薄膜的性能計算較為簡單，是由光學薄膜的結構計算其性能指標。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）設計方法-逆問題
逆問題是由所需光學薄膜的性能指標來反向設計其結構，其中較重要的幾個問題為：如何選擇逆問題的評價函數、如何設置初始的條件、如何優(yōu)化算法的選擇。雖然隨著科技和光電產業(yè)的不斷發(fā)展，已經有很多優(yōu)化設計的軟件供我們選擇設計，但是努力尋求新方法，重塑光學薄膜的設計問題仍是我們需要不斷堅持追求的。
（3）制作方法
光學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，應根據不同方法得到的沉積粒子能量、沉積速率等性能參數去選擇合適的光學薄膜制備方法。例如，不同的沉積速率代表了不同的生產速率，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)的方式制備光學薄膜，制備出的光學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，但這并非表示光學薄膜越致密越上等，而是需從多個角度考慮，選擇不同的光學薄膜制備方法，而非片面地選擇單一制備方法。
（4）測試方法
光學薄膜的測試方法有分光光度計、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法測量其反射率和透過率；當需要更深入了解薄膜性能、對其制作進行研究時，可以采用X射線衍射檢測薄膜微觀結構；當用到低損耗薄膜或者是激光薄膜時，則需要對其薄膜弱吸收、激光損傷性能進行測量；當需要檢測薄膜的平整度和表面輪廓時，則需要對其進行表面形貌測量。
在整個光學薄膜的制作過程中，還需注意以下3點問題：
（1）雖然上述皆為物理沉積方法，但是光學薄膜*早的鍍膜方法其實是化學方法，如圖8。例如近年來發(fā)展較為迅速的原子層沉積方法，其在半導體工業(yè)中有著較多的應用，比較傳統(tǒng)的還有化學氣相沉積方法、自組織生長方法等。因此，雖然大家目前制作光學薄膜普遍使用的是物理方法，也不能忽視了化學方法的可取之處，在解決制作難題時，不可一味采用現有技術和手段，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 典型薄膜的化學制作方法
（2）光學薄膜一般在基板上制備，因此基板在光學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，應該將這兩方面結合起來研制光學薄膜。
（3）在光學薄膜研制過程中，清洗問題往往容易被忽視，絕大多數企業(yè)為了節(jié)省成本采用手擦的清洗方式，這在常規(guī)的應用中無可厚非，而在低損耗、高損傷性能激光薄膜的特殊應用中，手擦的方法則會造成許多薄膜缺陷、導致薄膜的光學損耗和損傷。因此，應該將基板的清洗、設計、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實，研究和發(fā)展光學薄膜，應該樹立更長遠的目標，追求更**的影響。首先，我們應該追求更**化的光學薄膜性能指標，例如FWHM＜0.1 mm，R＞99.9999%等，如圖9。其次，我們要注重光學薄膜的微型化、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薄膜，而應從其發(fā)展趨勢、市場潛在需求等去考慮、去**。
圖9 未來光學薄膜的發(fā)展目標
圖10 未來光學薄膜的發(fā)展方向
在光學系統(tǒng)中，幾乎所有的光學零件都需要使用光學薄膜改變其透射或反射特性。盡管光學薄膜無處不在，但許多光學系統(tǒng)的設計者并不熟悉在薄膜設計或使用中的一些權衡，或者不了解各種薄膜沉積技術的特點，因此，在實際設計過程中經常對光學薄膜提出過高的要求。
本文綜述一些比較重要的薄膜設計及相關的薄膜沉積的因素，希望能給大家一些幫助。
光學薄膜是由高折射率和低折射率的材料層交替組成的，其工作原理是利用光的干涉來增強一個或多個波長的透射，或者優(yōu)先反射，或者傳輸一個偏振，完成這些任務的涂層有時會包含幾十層，甚至上百層，并且是由許多不同折射率的材料組成的。然而，可供薄膜設計者使用的材料并不是無限的，這就意味著實際的涂層必須使用有限的折射率來構建。此外，鍍膜的沉積工藝不能完全**地控制每層的厚度與折射率。因此，對于光學設計工程師來說，了解在各種光學薄膜的性能是必要的，譬如薄膜的性價比、透過率對系統(tǒng)的影響、環(huán)境適應性、抗激光損傷能力等等。下面分別對增透膜、高反射膜、分光膜及偏振膜進行簡要分析。
增透膜（AR）
增透膜（AR）的性能通常由單個波長或某個波段范圍的平均透過率來指定，當然也可以通過設計者所允許的*大剩余反射來衡量。對于特定的光學材料來講，材料的吸收系數是固定的，對于一些特殊場合，可能采用所允許的*大剩余反射來衡量更合理一些。對單波長，單入射角的AR薄膜，其可以獲得非常高的性能，譬如，在光學玻璃表面，在可見光波段，每個表面的剩余反射低于0.1%的情況是很普遍的。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學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，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環(huán)式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，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，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監(jiān)控等。卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術！
我們的目標：以高質量的產品，優(yōu)惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力，通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
