金屬薄膜的現(xiàn)狀及前景

隨著工業(yè)的發(fā)展，金屬薄膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活中，如：糖果包裝、藥品膠囊包裝、佛像貼金、以及宮殿裝飾等等。在光學(xué)薄膜領(lǐng)域，金屬薄膜材料以其高反、截止帶寬、中性好、偏振效應(yīng)好等特點被應(yīng)用于高反射膜、分光片、濾光片的制備。比如：常選用消光系數(shù)/折射率值較大的鋁(Al)、鉻(Cr)做金屬分光鏡、選用反射率較高的鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)等作為高反射膜。不可避免的，金屬薄膜也有因其自身特性所決定吸收稍大、機(jī)械強(qiáng)度較低的缺陷，極大的限制了其的應(yīng)用范圍。

金屬薄膜的光學(xué)特性及應(yīng)用

金屬薄膜與普通介質(zhì)薄膜不同，金屬薄膜為復(fù)折射率N=n-ik，其常存在吸收。n和k分別稱為折射率和消光系數(shù)，金屬膜的復(fù)折射率N取決于取決于它的電子結(jié)構(gòu)，當(dāng)電子吸收光子能量之后，便產(chǎn)生帶外躍遷以及帶內(nèi)躍遷。因此，薄膜的反射率與吸收率在不同的波段上表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。

幾種常見金屬的反射率與吸收率隨波長的變化

金屬條件的制備條件如何?

由于不同金屬的金屬薄膜的附著力、機(jī)械強(qiáng)度、熔點等物理性質(zhì)，以及氧化性、穩(wěn)定性等化學(xué)性質(zhì)不同，不同的金屬薄膜在制備條件及方法也不同。金屬膜的制備主要是真空淀積技術(shù)、濺射、RF離子鍍等。真空淀積技術(shù)主要包括物理氣相淀積(PVD)與化學(xué)氣相淀積(CVD)等。目前在金屬薄膜的制備過程中用到的物理氣相淀積技術(shù)主要有電阻熱蒸發(fā)法、電子束加熱蒸發(fā)法、離子輔助淀積。濺射方法主要有陰極濺射、三級濺射、高頻濺射、磁控濺射、離子束濺射、反映濺射等等。下來就幾種常用的金屬薄膜制備條件做一介紹：

1)鋁(AL)

鋁膜對基板的附著能力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性都比較好，廣泛用作反射膜。

制備條件：常采用熱蒸發(fā)淀積技術(shù)，高純鋁(99%)在高真空中快速蒸發(fā)，基板溫度小于50℃。

2)銀(Ag)

適用于可見光區(qū)和紅外波段，具有很高的反射率;R=99%(紅外)，R=95%(可見)，紅外光區(qū)反射率很低。

制備條件：高真空，快蒸發(fā)，低的基板溫度。Ag膜與基板的附著力較差，需要有保護(hù)膜，通常Ag和Al2O3具有很強(qiáng)的附著力，需要在基板與Ag膜間鍍一層Al2O3膜。

3)金(Au)

在紅外波段有和Ag膜差不多的折射率，用作紅外反射鏡，新鍍的Au膜，質(zhì)軟，大約一周以后金屬牢固度趨于穩(wěn)定，膜層牢固度也趨于穩(wěn)定;

制備條件：高真空，蒸發(fā)速率為30—50 A/s,基板溫度為100—150℃，需要在基板先打底，以Al2O3,Gr或Ti膜作為底層，通常用Bi2O3或ThF4等作為保護(hù)膜，以提高強(qiáng)度;

4)鉻(Cr)

Cr膜在可見光區(qū)都有良好的中性，膜能非常牢固，常用作中性衰減膜;

制備條件：真空度為1*10^-2~2*10^-4Pa,淀積速率95—300 A/s,基板溫度生高，反射率增大，淀積在基板上的Cr膜，其反射率比室溫淀積的高20%。

你該懂的光電行業(yè)膜材料

如果你剛進(jìn)入這個光電行業(yè)，是否也為各類的光電行業(yè)膜材料專業(yè)術(shù)語搞得暈頭轉(zhuǎn)向呢？

小編特地整理了光電行業(yè)所需要用到的膜材料。這些膜材料你都熟悉嗎？

1.POL（Polaroid）

POL（偏光片）是構(gòu)成LCD（Liquid Crystal Display）核心材料中的一種，是將LCD背光中透出的光向單一方向通過，并將另一方向的光切斷的光學(xué)薄膜。

POL外觀

POL結(jié)構(gòu)圖

2.FPR（Film-type Patterned Retarder）

FPR薄膜將影像變換為獨立的左圓?右圓，通過偏光眼鏡，在兩眼呈現(xiàn)不同的影像，是實現(xiàn)3D的核心光學(xué)材料。

FPR結(jié)構(gòu)圖

3.ITO（Indium Tin Oxide）

ITO薄膜是在原料薄膜（PET或COP等）上，通過濺射鍍膜（Sputtering）將銦（Indium）和錫（Tin）進(jìn)行電鍍的薄膜，是觸摸面板的核心材料。

ITO使用結(jié)構(gòu)圖

4.CCL (Copper Clad Laminate)

提供與半導(dǎo)體芯片進(jìn)行電路連接，也是保護(hù)其不受外部沖擊的IC-PKG用基板材料。

CCL外觀

CCL結(jié)構(gòu)圖

5.Layer FCCL（Adhesiveless Flexible Copper Clad Lamination）

耐熱性、內(nèi)化學(xué)性、耐彎曲性特性突出，是為實現(xiàn)手機(jī)、平板電腦等移動機(jī)器小型化、高集成化而使用的柔性電路基板材料。

Layer FCCL外觀

Layer FCCL結(jié)構(gòu)圖

6.DAF （Die Attach Film）

DAF是在制造半導(dǎo)體Package時，為了Die和Substrate、Die和Die的黏合而使用的薄膜。

DAF外觀

DAF結(jié)構(gòu)圖

7.FSA（Face Sealing Adhesive）

FSA為OLED封裝材料，使OLED Display的元件壽命得到了巨大的改善。

FSA結(jié)構(gòu)圖

除以上之外，就是較為常見的背光源中所使用的光學(xué)膜材料，包括擴(kuò)散膜、增亮膜、反射膜以及目前風(fēng)口上的量子點膜。

8.Diffusion

擴(kuò)散膜主要由三層結(jié)構(gòu)組成，包括最下層的抗刮傷層、中間的透明PET基材層和最上層的擴(kuò)散層。擴(kuò)散膜主要起到了霧化的效果。

擴(kuò)散膜結(jié)構(gòu)圖

9.BEF（Brightness Enhancement Film）

增亮膜根據(jù)其產(chǎn)品微觀棱形結(jié)構(gòu)也被稱為棱鏡膜，根據(jù)其修正光的方向以實現(xiàn)增光效果的實現(xiàn)過程。增亮膜是一種透明光學(xué)膜，由三層結(jié)構(gòu)組成，最下層的入光面需要通過背涂提供一定的霧度、中間層為透明PET基材層、最上層的出光面為微棱鏡結(jié)構(gòu)。

增亮膜結(jié)構(gòu)圖

10.Reflector

反射膜一般置于背光模組的底部，主要用途是將透過導(dǎo)光板漏到下面的光線再反射回去，重新回到面板側(cè)，從而達(dá)到減少光損失，增加光亮度的作用。

Reflector外觀

11.Q-DEF

量子點薄膜是一層嵌入了由磷化銦和鎘組成的納米尺寸球狀量子點，可以把大約三分之二由背光源發(fā)出的藍(lán)色光轉(zhuǎn)化為純的紅光和綠光的高分子膜。

Q-DEF結(jié)構(gòu)圖

最后在光電顯示器實際生產(chǎn)中還需要使用到大量的保護(hù)膜和離型膜。該類產(chǎn)品是通過在光學(xué)級高透明PET膜上通過超精密涂布技術(shù)，涂布一層樹脂黏膠層而成。包括有機(jī)硅膠水系列、聚氨酯膠水系列、丙烯酸膠水系列產(chǎn)品。

審核編輯：劉清