金屬薄膜的現狀及前景

隨著工業的發展，金屬薄膜已經廣泛應用于社會生產生活中，如：糖果包裝、藥品膠囊包裝、佛像貼金、以及宮殿裝飾等等。在光學薄膜領域，金屬薄膜材料以其高反、截止帶寬、中性好、偏振效應好等特點被應用于高反射膜、分光片、濾光片的制備。比如：常選用消光系數/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、機械強度較低的缺陷，極大的限制了其的應用范圍。

金屬薄膜的光學特性及應用

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

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、機械強度、熔點等物理性質，以及氧化性、穩定性等化學性質不同，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、濺射、RF離子鍍等。真空淀積技術主要包括物理氣相淀積(PVD)與化學氣相淀積(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主要有電阻熱蒸發法、電子束加熱蒸發法、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，機械強度和化學穩定性都比較好，廣泛用作反射膜。

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

2)銀(Ag)

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

制備條件：高真空，快蒸發，低的基板溫度。Ag膜與基板的附著力較差，需要有保護膜，通常Ag和Al2O3具有很強的附著力，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，質軟，大約一周以后金屬牢固度趨于穩定，膜層牢固度也趨于穩定;

制備條件：高真空，蒸發速率為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等作為保護膜，以提高強度;

4)鉻(Cr)

Cr膜在可見光區都有良好的中性，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%。

你該懂的光電行業膜材料

如果你剛進入這個光電行業，是否也為各類的光電行業膜材料專業術語搞得暈頭轉向呢？

小編特地整理了光電行業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薄膜。

POL外觀

POL結構圖

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，在兩眼呈現不同的影像，是實現3D的核心光學材料。

FPR結構圖

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）進行電鍍的薄膜，是觸摸面板的核心材料。

ITO使用結構圖

4.CCL (Copper Clad Laminate)

提供與半導體芯片進行電路連接，也是保護其不受外部沖擊的IC-PKG用基板材料。

CCL外觀

CCL結構圖

5.Layer FCCL（Adhesiveless Flexible Copper Clad Lamination）

耐熱性、內化學性、耐彎曲性特性突出，是為實現手機、平板電腦等移動機器小型化、高集成化而使用的柔性電路基板材料。

Layer FCCL外觀

Layer FCCL結構圖

6.DAF （Die Attach Film）

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

DAF外觀

DAF結構圖

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結構圖

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

8.Diffusion

擴散膜主要由三層結構組成，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散層。擴散膜主要起到了霧化的效果。

擴散膜結構圖

9.BEF（Brightness Enhancement Film）

增亮膜根據其產品微觀棱形結構也被稱為棱鏡膜，根據其修正光的方向以實現增光效果的實現過程。增亮膜是一種透明光學膜，由三層結構組成，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構。

增亮膜結構圖

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光板漏到下面的光線再反射回去，重新回到面板側，從而達到減少光損失，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出的藍色光轉化為純的紅光和綠光的高分子膜。

Q-DEF結構圖

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

審核編輯：劉清