柔性電子光學透明薄膜技術干貨分享
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，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和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
摘 要
此外，還論述了光學透明薄膜在柔性電子中的性能要求，如高透光率、良好的柔韌性、低表面粗糙度等，以及提升這些性能的方法與策略。*后對柔性電子光學透明薄膜技術的未來發展趨勢進行了展望，旨在為相關領域的科研人員、工程師及從業者提供**且深入的技術參考與知識儲備。
介 紹
一、引言
隨著現代科技的迅猛發展，柔性電子作為一個**潛力的領域逐漸興起并獲得了廣泛關注。柔性電子旨在將電子器件的功能集成在可彎曲、可折疊甚至可拉伸的柔性基底上，從而實現電子設備形態和應用場景的多樣化變革。
在這一**領域中，光學透明薄膜扮演著不可或缺的角色。它不僅要為柔性電子器件提供良好的光學透明度，確保光信號的有效傳輸與交互，例如在柔性顯示屏中實現清晰的圖像顯示、在光電傳感器中保證準確的光探測，還要具備出色的柔性以適應器件的變形要求。因此，深入研究柔性電子光學透明薄膜技術對于推動柔性電子產業的進步具有極為重要的意義。
二、柔性電子光學透明薄膜的主要材料類型
（一）無機材料
1、氧化銦錫（ITO）
ITO 是一種廣泛應用的無機透明導電材料。它具有較高的透光率，在可見光范圍內可達 85% 以上，同時具備良好的導電性能，其電阻率可低至 10??Ω?cm 量級。這使得 ITO 能夠在柔性顯示屏等柔性電子器件中既作為透明電極，又能保證光的有效透過。然而，ITO 也存在一些局限性，其材料相對較脆，在反復彎曲或拉伸過程中容易出現裂紋，從而導致電學和光學性能的下降。此外，銦元素的稀缺性也在一定程度上限制了 ITO 的大規模應用和可持續發展。
2、氧化鋅（ZnO）
ZnO 是一種寬帶隙半導體材料，在可見光區域具有較高的透光率。它的晶體結構穩定，具有良好的化學穩定性和熱穩定性。ZnO 可以通過多種方法制備，如磁控濺射、溶膠 - 凝膠法等，并且可以通過摻雜不同的元素來調節其電學性能，例如摻雜鋁（Al）可以提高其導電性。與 ITO 相比，ZnO 的原材料豐富，成本相對較低，在柔性電子光學透明薄膜領域具有較大的應用潛力。但是，ZnO 薄膜的電學性能目前還難以完全達到 ITO 的水平，在高導電性要求的應用場景中可能受到限制。
3、其他無機材料
除了 ITO 和 ZnO 外，還有一些其他的無機材料也被應用于柔性電子光學透明薄膜。例如，二氧化鈦（TiO?）具有優異的光學和化學性能，可用于制備抗反射涂層或作為復合薄膜的組成部分，以提高薄膜的綜合性能。還有一些金屬納米線材料，如銀納米線，其具有極高的導電性和較好的透光性，并且在柔性方面表現出一定的優勢，通過將銀納米線分散在合適的聚合物基質中，可以制備出具有良好柔性和光學透明度的復合薄膜。
（二）有機材料
1、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）
PET 是一種常見的有機聚合物材料，具有良好的柔韌性、機械強度和化學穩定性。它的透光率較高，可達到 90% 左右，并且成本相對較低，易于加工成型。PET 薄膜在柔性電子中常被用作基底材料或封裝材料，同時也可以通過表面處理或與其他材料復合來實現一定的導電和光學功能。然而，PET 的耐熱性相對較差，在高溫環境下可能會發生變形，這在一些需要高溫工藝處理的柔性電子器件制造過程中可能會帶來問題。
2、聚酰亞胺（PI）
PI 是一種高性能的有機聚合物材料，具有出色的耐高溫性能、良好的機械強度和化學穩定性。它在柔性電子領域有著廣泛的應用，尤其是在需要承受高溫處理或在惡劣環境下工作的器件中，如柔性印刷電路板、柔性傳感器等。PI 薄膜的透光率一般在 80% - 90% 之間，可以通過特殊的分子設計和合成工藝來進一步提高其透光性。此外，PI 還可以與其他材料進行復合，如與無機納米粒子復合，以獲得更好的綜合性能，如提高導電性或增強抗劃傷能力。
3、導電聚合物導電聚合物是一類具有特殊結構和性能的有機材料，如聚苯胺（PANI）、聚噻吩（PTh）等。這些材料具有一定的導電性和良好的柔韌性，可以通過化學合成或電化學聚合等方法制備成薄膜。導電聚合物薄膜在柔性電子中的應用主要集中在柔性電極、傳感器等方面。它們的優點是可以通過分子結構設計來調節其電學和光學性能，并且具有較好的加工性能，可以采用溶液旋涂、噴墨打印等方法制備成各種形狀和尺寸的薄膜。但是，導電聚合物的導電性一般相對較低，與無機導電材料相比還有一定差距，并且其穩定性在長期使用或復雜環境下可能需要進一步提高。
三、柔性電子光學透明薄膜的制備技術
（一）物**相沉積（PVD）
1、磁控濺射
磁控濺射是一種常用的物**相沉積技術。在磁控濺射過程中，利用磁場和電場的相互作用，使等離子體中的離子加速轟擊靶材，將靶材原子濺射出來并沉積在基底上形成薄膜。對于柔性電子光學透明薄膜的制備，磁控濺射可以**控制薄膜的厚度、成分和結構。例如，在制備 ITO 薄膜時，可以通過調整濺射功率、氣壓、靶材與基底的距離等參數，獲得具有高透光率和良好導電性能的薄膜。磁控濺射的優點是制備的薄膜質量高、均勻性好、附著力強，并且可以在較大面積的基底上進行沉積。然而，該技術設備成本較高，沉積速率相對較慢，在大規模生產時可能會受到一定限制。
2、電子束蒸發
電子束蒸發是另一種 PVD 技術，它利用電子束加熱蒸發源材料，使材料蒸發并沉積在基底上。電子束蒸發可以實現高純度材料的蒸發沉積，能夠**控制薄膜的厚度和成分。在制備一些對純度要求較高的光學透明薄膜，如金屬氧化物薄膜時具有優勢。與磁控濺射相比，電子束蒸發的沉積速率可以相對較高，但設備也較為復雜，并且在蒸發過程中可能會產生一些熱輻射對基底造成影響，需要采取相應的防護措施。
（二）化學氣相沉積（CVD）
1、等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）
PECVD 是在化學氣相沉積過程中引入等離子體，通過等離子體中的活性粒子來促進化學反應，降低反應溫度，提高薄膜的沉積速率和質量。在柔性電子光學透明薄膜制備中，PECVD 常用于制備一些無機薄膜，如氮化硅（Si?N?）薄膜，可作為保護膜或絕緣層。PECVD 可以在較低的溫度下進行薄膜沉積，這對于一些不耐高溫的柔性基底材料非常重要。但是，PECVD 設備的復雜性和運行成本較高，并且等離子體環境可能會對薄膜的結構和性能產生一些微妙的影響，需要深入研究和優化。
2、原子層沉積（ALD）
ALD 是一種基于自限制表面反應的化學氣相沉積技術。它通過交替地將反應物脈沖通入反應腔室，使反應物在基底表面逐層反應形成薄膜。ALD 的突出優點是能夠**控制薄膜的厚度，實現原子級別的薄膜生長，并且制備的薄膜均勻性**，在制備超薄光學透明薄膜，如高介電常數薄膜用于柔性電子器件的柵極絕緣層時具有獨特的優勢。然而，ALD 的沉積速率非常低，這使得其在大規模生產中的應用受到較大限制，并且設備成本較高，對反應環境的要求也較為嚴格。
（三）溶液法制備
1、旋涂法
旋涂法是一種簡單且常用的溶液法制備薄膜的技術。將溶解有薄膜材料的溶液滴在高速旋轉的基底上，利用離心力使溶液均勻地鋪展在基底表面，然后通過溶劑的揮發形成薄膜。這種方法適用于制備一些有機薄膜材料，如導電聚合物薄膜、聚合物電解質薄膜等。旋涂法的優點是設備簡單、操作方便、成本低廉，可以在實驗室規?？焖僦苽浔∧悠贰５?，旋涂法難以實現大面積均勻薄膜的制備，并且溶液的濃度、粘度、旋轉速度等參數對薄膜的厚度和質量影響較大，需要**控制。
2、噴墨打印法噴墨打印法是一種數字化的溶液法制備薄膜技術，它將薄膜材料的溶液通過噴頭噴射到基底上，按照預先設計的圖案和形狀形成薄膜。噴墨打印法在柔性電子光學透明薄膜制備中的優勢在于可以實現個性化、定制化的薄膜制備，適合于制備一些圖案化的薄膜結構，如柔性顯示屏中的電極圖案、傳感器陣列等。此外，噴墨打印法可以減少材料的浪費，提高材料的利用率。然而，噴墨打印法對溶液的性質要求較高，如溶液的穩定性、粘度、表面張力等，并且打印分辨率和速度也受到噴頭技術的限制。
四、柔性電子光學透明薄膜在柔性電子中的性能要求與提升策略
（一）高透光率
1、材料選擇與優化
選擇具有低吸收系數和高折射率匹配的材料是提高透光率的基礎。例如，對于無機材料，可以通過調整材料的晶體結構和化學成分來減少在可見光范圍內的光吸收。對于有機材料，可以通過分子設計，引入特殊的官能團或結構單元，降低分子內和分子間的電子躍遷能量，從而減少光的吸收。此外，還可以采用多層膜結構設計，利用光的干涉原理，減少反射損失，提高透光率。例如，在光學透明薄膜表面涂覆抗反射涂層，通過調整涂層的厚度和折射率，使反射光相互抵消，增加透射光的比例。
2、微觀結構控制
優化薄膜的微觀結構，如減少晶體缺陷、控制晶粒尺寸和取向等，也有助于提高透光率。在多晶薄膜中，較小的晶粒尺寸和均勻的晶粒取向可以降低光的散射。通過改進制備工藝，如采用合適的沉積溫度、壓力和速率，以及進行后退火處理等，可以調控薄膜的微觀結構，提高透光率。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，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和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，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，工業燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監控等。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、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
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，優惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優良的解決方案。
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，努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢，為中國的民族制造業的發展貢獻力量。
