第一情报 ---材料工业

国内外减反射膜发展状况

供稿人:卞志昕  供稿时间:2018-5-31   关键字:减反射膜  

减反射膜,又称增透膜,它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光,从而增加这些元件的透光量,减少或消除系统的杂散光。减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜,因此,它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题,研究的重点是寻找新材料,设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数,最简单、最稳定的工艺,获得尽可能高的成品率,达到最理想的效果。

国内研究状况

苏州大学基于软光刻技术,采用一种改性的聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate,PUA)软模版在聚合物膜上制备亚波长减反结构。PUA软模版有100nm的分辨率,而且表面亚波长结构的深宽比达到1.7。模拟发现,与纳米柱阵列结构相似,纳米孔结构同样有宽光谱、大角度高减反射特性。实验发现,对于可见光,双面纳米孔阵列透明膜的正入射光透过率可以达到98.7%[1];武汉理工大学提供一种具有可见光减反射和防眩光双功能镀膜玻璃及其制备方法,该镀膜玻璃的膜层结构按顺序排列为:玻璃基片/隔离层/凹凸纳米-微米复合孔结构膜层/可见光减反射膜层,采取磁控溅射法镀膜,防眩光膜层采取弱酸腐蚀法得到;该双功能镀膜玻璃的透射率比未镀膜玻璃原片的透射率提高2.5~4.5,反射率比玻璃原片(8%)降低3.5%~5.5%。得到的镀膜玻璃可以用于电子显示器面板、封装玻璃盖板、橱窗、镜框、机车和轮船窗玻璃等领域[2]。东南大学在MATLAB环境中实现了各种薄膜的软件仿真及其反射率的计算,包括传统薄膜(单层膜、双层膜),纳米柱薄膜,纳米锥薄膜,电池表面金字塔结构。通过计算仿真,设计出效果更佳的减反射薄膜,当金字塔形周期为2.5微米,膜厚80nm时,反射率为0.005[3]。

国外研究状况

日本SOKEN CHEM ENG CO LTD提供一种防反射膜,在模基板的表面设有用于抑制光的反射的纳米尺寸的光学突起构成的防反射构造、及用于防止光学突起的压碎的保护柱。保护柱为锥台形状,大致为20-60微米[4];日本ALPS ELECTRIC CO LTD设计了一种减反射膜,可以有效防止减反射网格的破坏,即使在外部压力应用于减反射膜的照明设备上时。在表面密集地形成有纳米级的光学突起的防反射膜上分散有高于光学突起的高度的微米级的保护柱。而且,通过保护柱保护光学突起,即使按压显示器装置的表面,光学突起也不易压碎。保护柱有圆锥、四棱锥、三棱锥等锥形、四棱柱、圆柱、椭圆柱等柱形。然而,在锥形的保护柱的情况下,保护柱被压按到相对面时,前端容易压碎。因此,保护柱为需要将前端面形成为平坦面而可承受负荷。而且,为了可承受负荷,理想的是保护柱的前端面为尽可能大的面积。然而,由于无法在保护柱设置防反射构造,故而若使保护柱的前端面的面积变大,则防反射膜的光学性能变差。另外,若对保护柱的侧面施加倾斜,则保护柱的基端面的面积变大,防反射膜的无防反射构造的区域的面积相应地变大。另一方面,在具有均匀的截面的柱形的保护柱的情况下,成形防反射膜时的脱模性较差而保护柱不易从成形模具剥离,难以使保护柱增高。因此,尽可能地使保护柱的侧面接近垂直而缩小保护柱的无效的面积,通常使用有侧面倾斜且接近圆柱的圆锥台形状的保护柱[5]。此外,国外已有一些产品出现。如日本佳能在镜头上采用了SWC亚波长结构镀膜,将反射光产生的概率抑制到约0.05%,提高了透光率[6];日本三菱丽阳高分子材料公司的MOSMITE产品是一种蛾眼型仿生抗反射薄膜,其表面具有几百纳米级的凸起,其单面涂敷时,透过率约96%,双面涂敷时,透过率接近100%[7]。

                         表:国内外减反射膜性能对比

 

东南大学

佳能

三菱丽阳

日本SOKEN

透过率

99.5%

99.95%

单面96%

双面接近100%

/

表面耐摩擦

/

/

/

突起微米级保护柱

 

参考文献:

1张杰. 基于软压印法制备大幅面亚波长减反射膜研究[D]. 苏州大学, 2014.

2赵青南, 缪灯奎, 赵杰,等. 一种防眩光与可见光减反射双功能镀膜玻璃及其制备方法:, CN103921487A[P]. 2014.

3张继鹏. 新型纳米结构减反射薄膜的研究[D]. 东南大学, 2012.

4 SOKEN CHEM ENG CO LTD.反射防止フィルム. JP2013195465[P].2012.

5 ALPS ELECTRIC CO LTD.ANTIREFLECTION COATING, ILLUMINATOR AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY. JP2004070164[P].2002.

6 SUMILITERESIN PR-12686[EB/OL].https://www.sbhpp.com/index.php/products-applications/catalog/item/sumili- teresin-pr-12686.

7 SWC亚波长结构镀膜[EB/OL].http://www.canon.com.cn/products/camera/ef/technology/info6.html.

 


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