光学薄膜树脂

『壹』 光学薄膜的常用种类

Veitch Tech的液晶显示光学薄膜是一种通过微结构产生光线多次折射及聚焦原理形成的光学膜，其独特的技术和工艺而减少光 线吸收，保证了光线穿透而亮度更高。除可以提高亮度收益之外， 还可以通过光的折射及散射而起到光扩散，雾化功能效果。
增光膜
增光膜（BEF）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸树脂，精密成型一层分散一致的棱镜结构及背面光扩散层组合的光学薄膜，运用在液晶显示的上层增光,使光线经由增光之微结构进行光的回收与聚光，产生增亮的效果，高亮度设计，带扩散功能, 由於扩散层的基理,从而消除光耦合（Wet out） 现象，光显示更加均匀，柔和。
扩散膜
扩散片（DL系列）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸树脂，精密涂布一层随机分散的微米结构的扩散粒子，在PET的相对面再精密涂布一层随机分散的微米结构的抗静电粒子，运用在液晶显示器中,使光线经由扩散层产生多次折射及绕射,从而起到均光作用，让光显示更加均匀柔和。
反射膜
反射片为在流延法制造时，在PET树脂中掺杂HR高分子光学剂及增塑剂，以达到遮光和高反射效果之膜片，由於在膜片的中间层具有一定的吸收光线，而降低了反射效果。故此，在表面增加一层HR介质膜层，达到更佳的反射效果并具有抗紫外线黄变功能。
光学薄膜的简单模型可以用来研究其反射、透射、位相变化和偏振等一般性质。如果要研究光学薄膜的损耗、损伤以及稳定性等特殊性质，简单模型便无能为力了，这时必须考虑薄膜的结晶构造、体内结构和表面状态，薄膜的各向异性和不均匀性，薄膜的化学成分、表面污染和界面扩散等等。考虑到这些因素后，那就不仅要考虑它的光学性质，还要研究它的物理性质、化学性质、力学性质和表面性质，以及各种性质之间的渗透和影响。因此光学薄膜的研究就跃出光学范畴而成为物理、化学、固体和表面物理的边缘学科。
虽然薄膜的光学现象早在17世纪就为人们所注意，但是把光学薄膜作为一个课题进行专门研究却开始于20世纪30年代以后，这主要因为真空技术的发展给各种光学薄膜的制备提供了先决条件。时至今日，光学薄膜已得到很大发展，光学薄膜的生产已逐步走向系列化、程序化和专业化，但是，在光学薄膜的研究中还有不少问题有待进一步解决，光学薄膜现有的水平在不少工作中还不能满足要求，需要提高。在理论上，不但薄膜的生长机理需要搞清，而且薄膜的光学理论，特别是应用于极短波段的光学理论也有待进一步完善和改进。在工艺上，人们还缺乏有效的手段实现对薄膜淀积参量的精确控制，这样，薄膜的生长就具有一定程度的随机性，薄膜的光学常数、薄膜的厚度以及薄膜的性能也就具有一定程度的不稳定性和盲目性，这一切都限制了光学薄膜质量的提高。就光学薄膜本身来说，除了光学性能需要提高，吸收、散射等光损耗需要减少之外，它的机械强度、化学稳定性和物理性质都需要进一步改进。在激光系统中，光学薄膜的抗激光强度较低，这是光学薄膜研究中最重要的问题之一。下面介绍几种常用的光学薄膜元件。 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。
最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。当薄膜的折射率低于基体材料的折射率时,两个界面的反射系数r1和r2具有 相同的位相变化。如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。适当选择膜层的折射率，使得r1和r2相等，这时光学表面的反射光可以完全消除。
一般情况下，采用单层增透膜很难达到理想的增透效果,为了在单波长实现零反射,或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。图1的a、b、c分别绘出Kg玻璃表面的单层、双层和三层增透膜的剩余反射曲线。 它的功能是增加光学表面的反射率。反射膜一般可分为两大类，一类是金属反射膜，一类是全电介质反射膜。此外，还有把两者结合起来的金属电介质反射膜。一般金属都具有较大的消光系数，当光束由空气入射到金属表面时，进入金属内部的光振幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少，而反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越迅速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。人们总是选择消光系数较大，光学性质较稳定的那些金属作为金属膜材料。在紫外区常用的金属薄膜材料是铝，在可见光区常用铝和银，在红外区常用金、银和铜，此外，铬和铂也常用作一些特种薄膜的膜料。由于铝、银、铜等材料在空气中很容易氧化而降低性能，所以必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。金属反射膜的优点是制备工艺简单，工作的波长范围宽；缺点是光损耗大，反射率不可能很高。为了使金属反射膜的反射率进一步提高，可以在膜的外侧加镀几层一定厚度的电介质层，组成金属电介质反射膜。需要指出的是，金属电介质反射膜增加了某一波长（或者某一波区）的反射率，却破坏了金属膜中性反射的特点。全电介质反射膜是建立在多光束干涉基础上的。与增透膜相反，在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的薄膜，就可以增加光学表面的反射率。最简单的多层反射膜是由高、低折射率的二种材料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长的四分之一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的反射光矢量，振动方向相同。合成振幅随着薄膜层数的增加而增加。图2给出这种反射膜的反射率随着层数而变化的情形。
原则上说，全电介质反射膜的反射率可以无限接近于1，但是薄膜的散射、吸收损耗,限制了薄膜反射率的提高。迄今为止，优质激光反射膜的反射率虽然已超过99.9%，但有一些工作还要求它的反射率继续提高。应用于强激光系统的反射膜，则更强调它的抗激光强度，围绕提高这类薄膜的抗激光强度所开展的工作，使这类薄膜的研究更加深入。 是种类最多、结构复杂的一类光学薄膜。它的主要功能是分割光谱带。最常见的干涉滤光片是截止滤光片和带通滤光片。截止滤光片可以把所考虑的光谱区分成两部分，一部分不允许光通过（称为截止区），另一部分要求光充分通过（称为带通区）。按照通带在光谱区的位置又可分为长波通和短波通二种，它们最简单的结构分别为，这里H、L分别表示厚的高、低折射率层，m为周期数。具有以上结构的膜系称为对称周期膜系。如果所考虑的光谱区很宽或通带透过率的波纹要求很高，膜系结构会更加复杂。
带通滤光片只允许光谱带中的一段通过，而其他部分全部被滤掉,按照它们结构的不同可分为法布里-珀罗型滤光片、多腔滤光片和诱增透滤光片。法布里－珀罗型滤光片的结构与法－珀标准具（见法布里－珀罗干涉仪）相同，因为由它获得的透过光谱带都比较窄，所以又叫窄带干涉滤光片。这种滤光片的透过率对薄膜的损耗非常敏感，所以制备透过率很高、半宽度又很窄的滤光片是很困难的。多腔滤光片又叫矩形滤光片，它可以做窄带带通滤光片，又可以做宽带带通滤光片，制备波区较宽，透过率高，波纹小的多腔滤光片同样是困难的。
诱增透滤光片是在金属膜两边匹配以适当的电介质膜系，以增加势透过率，减少反射，使通带透过率增加的一类滤光片。虽然它的通带性能不如全电介质法－珀滤光片,却有着很宽的截止特性,所以还是有很大的应用价值。特别在紫外区，一般电介质材料吸收都比较大的情况下,它的优越性就更明显了。图3的a、b、c分别给出法布里-珀罗型滤光片、多腔滤光片和诱增透滤光片的典型曲线。 根据一定的要求和一定的方式把光束分成两部分的薄膜。分光膜主要包括波长分光膜、光强分光膜和偏振分光膜等几类。
波长分光膜又叫双色分光膜，顾名思义它是按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是，波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光，二者都要求有一定形状的光谱曲线。波长分光膜通常在一定入射角下使用，在这种情况下,由于偏振的影响，光谱曲线会发生畸变,为了克服这种影响，必须考虑薄膜的消偏振问题。
光强分光膜是按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，这种薄膜有时仅考虑某一波长，叫做单色分光膜；有时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜；用于可见光的宽带分光膜，又叫做中性分光膜。这种膜也常在斜入射下应用，由于偏振的影响，二束光的偏振状态可以相差很多,在有些工作中，可以不考虑这种差别,但在另一些工作中（例如某些干涉仪），则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备消偏振膜。
偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应（见光在分界面上的折射和反射）。当光束总是以布儒斯特角入射到两种材料界面时，则不论薄膜层数有多少，其水平方向振动的反射光总为零，而垂直分量振动的光则随薄膜层数的增加而增加，只要层数足够多，就可以实现透过光束基本是平行方向振动的光，而反射光束基本上是垂直方向振动的光，从而达到偏振分光的目的，由于由空气入射不可能达到两种薄膜材料界面上的布儒斯特角，所以薄膜必须镀在棱镜上，这时入射介质不是空气而是玻璃。平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。一般高反射膜，随着入射角的增大，垂直分量的反射带宽逐渐增大，而平行分量的带宽逐渐减少。选择垂直分量的高反射区、平行分量的高透过区为工作区则可构成透过平行分量反射垂直分量的偏振膜，这种偏振膜的入射角一般选择在基体的布儒斯特角附近。棱镜型偏振膜工作的波长范围比较宽，偏振度也可以做得比较高，但它制备较麻烦，不易做得大，抗激光强度也比较低。平板型偏振片工作的波长区域比较窄，但它可以做得很大，抗激光强度也比较高，所以经常用在强激光系统中。
图4和图5分别给出中性光强分光膜和平板型偏振分光膜的反射光谱曲线。

『贰』 光学薄膜简单模型

光学薄膜的简单模型是研究光学薄膜反射、透射、位相变化和偏振等一般性质的工具。然而，当需要深入研究薄膜的损耗、损伤、稳定性、结晶构造、体内结构、表面状态、各向异性和不均匀性、化学成分、表面污染、界面扩散等特殊性质时，简单模型就显得力不从心。这时，必须综合考虑薄膜的物理性质、化学性质、力学性质和表面性质，以及各种性质之间的渗透和影响，光学薄膜的研究领域因此扩展至物理、化学、固体和表面物理等边缘学科。

光学薄膜的研究始于20世纪30年代，这主要得益于真空技术的发展，为各种光学薄膜的制备提供了前提条件。光学薄膜技术已取得了长足发展，生产已走向系列化、程序化和专业化。然而，光学薄膜的研究仍然面临不少问题，如薄膜的光学性能、吸收和散射等光损耗、机械强度、化学稳定性和物理性质的改进等，特别是在激光系统中，光学薄膜的抗激光强度较低成为重要研究课题。此外，薄膜的生长机理和光学理论，尤其是应用于极短波段的理论，还有待进一步完善和改进。

减反射膜，也称为增透膜，其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，增加透光量，减少或消除系统中的杂散光。单层减反射膜是镀在光学零件表面上折射率较低的薄膜，当膜的折射率低于基体材料时，两个界面的反射系数相等，可以实现光学表面的零反射。为了在单波长或宽光谱区内实现零反射，通常采用双层、三层或多层减反射膜。

反射膜的功能是增加光学表面的反射率。金属反射膜和全电介质反射膜是常见的两种类型，其中金属膜材料的选择取决于其消光系数和光学稳定性。金属电介质反射膜通过在金属膜外侧添加电介质层以提高反射率。全电介质反射膜基于多光束干涉原理，通过交替蒸镀高、低折射率材料，形成多层结构来增加反射率。然而，薄膜的散射、吸收损耗限制了反射率的提高。

干涉滤光片用于分割光谱带，分为截止滤光片和带通滤光片。截止滤光片将光谱区分为允许通过和不允许通过的部分，而带通滤光片仅允许特定波段的光通过。法布里-珀罗型滤光片、多腔滤光片和诱增透滤光片是常见的带通滤光片类型。波长分光膜、光强分光膜和偏振分光膜是用于不同目的的分光膜，它们分别根据波长区域、光强比和偏振状态来分光。

背光产品中常用的Veitch Tech液晶显示光学薄膜，利用微结构产生光线的多次折射和聚焦原理，减少光线吸收，提高光线穿透率和亮度，同时具有光扩散和雾化功能。增光膜和扩散膜通过精密成型的棱镜结构、背面光扩散层以及随机分散的微米结构扩散粒子，实现光的回收、聚光、扩散和均匀显示。反射膜通过在PET树脂中掺杂高分子光学剂和增塑剂，以及在表面增加HR介质膜层，实现遮光和高反射效果。

由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。

『叁』 薄膜生产常用树脂—聚碳酸酯PC

聚碳酸酯 （Polyarbonate,简称PC）薄膜最早由德国拜耳公司研制，随后美国，日本等国家的化工企业也相继生产，并发展到中国。使该产品成为一个引人注目的薄膜品种。

PC薄膜具有良好的综合性能，普通PC薄膜为无色透明，透光率在90%以上，很适宜做光学薄膜材料。PC不仅电性能优异，而且拥有优秀的物理机械性能，如良好的拉伸强度、刚性和耐冲击性。PC薄膜的吸水率及制品成型收缩率低，抗蠕变性能优良，因而在不同的温度、湿度条件下制品的尺寸稳定，适合制作精密元件，特别是耐寒性和耐热性要求较高的薄膜制品，一般PC薄膜的工作温度范围达到-100~130℃。

PC薄膜的应用

PC薄膜应用广泛，在电子工业方面，可以制作薄膜电容、电声元件和用作电器绝缘材料。在科研方面可作为固定痕迹探测材料，应用于高能物理研究领域，如预报地震、检测环境、探矿等。经过处理后制作的微孔薄膜，是良好的分子筛材料，可作为微生物研究和用于酿造业、超纯水的生产等新型过滤材料。

由于PC薄膜透明无毒、无味、无嗅，具有良好的保香性，可用于食品和医药的包装。其印刷性以及蒸镀金属、真空吸塑成型等二次加工性能非常好。此外，PC薄膜的热稳定性好、耐低温性、不透湿性和耐候性好，在未来农业温室和太阳能利用等方面，也会有很大的发展潜力。

PC薄膜的制造

PC树脂的加工性良好，多数的薄膜成型方法如压延法、溶液流延法、吹塑法、平膜挤出法及双向拉伸法等都可以生产PC薄膜。国外一些厂家较多采用平膜法生产，德国企业采用溶液流延法（拉伸或不拉伸）生产。

PC薄膜在国内常见的加工工艺为压延法，PC薄膜在压延时可对薄膜进行抛光、压花等，使表面成为镜面或具有纹理。压延法能够实现连续生产，产量大，但精度较低，适合于生产厚度公差要求较低的PC薄膜。

溶液流延法制取的薄膜，厚度均匀性良好，但由于薄膜中的残余溶剂对制品的电性能与耐热性有一定的影响；而且生产过程中要消耗一定的溶剂，增加了生产成本，工业也比挤出法复杂，但在生产较薄（小于10um）的薄膜时，仍为比较好的生产工艺。

平膜挤出法（也称浇铸法）制取的薄膜，厚度公差一般为±10%。由于PC树脂本身的分子结构所致，即使不进行定向拉伸，制品也具有较高的拉伸强度。尤其是成型过程中，薄膜单向（主要是纵向）有一定程度的定向时，其纵横向的拉伸强度或撕裂强度也不会产生很大差异，各项性能均可满足使用要求。该法同双向拉伸相比，成型工艺简单，投资小，占地面积小等特点。

PC薄膜加工注意事项

树脂含水量对加工的影响

PC树脂有一定的吸湿性，吸附的水分对其流变性能及熔体的稳定性有较大的影响。当树脂含水量高于0.05%，温度达到140~150℃以上时，树脂开始软化粘结的同时发生降解，随着温度的升高开始出现气泡，严重时，树脂加剧水解，不断放出气体（二氧化碳等），形成白色泡沫团，挤出的膜片呈筛网状且布满气孔。

当树脂含水量较低，在0.03~0.05%范围内时，在薄膜表面会出现肉眼难以辨认的微小气泡，在纵向牵引作用下呈细丝状，使薄膜机械性能及电学性能变差，成为薄膜二次加工的隐患。因此对一般成型加工时所允许的树脂最大含水量不应超过0.03%。

有些流变学研究，树脂的剪切粘度随树脂中含水量的增加而下降，表明了树脂在熔融过程中因水的存在而降解的情况。

树脂加工温度

PC树脂的分子量、熔体粘度、对熔体的剪切速率三者对PC熔融剪切粘度的影响是成型加工过程的关键条件。流变学研究表明，PC熔体粘度随温度升高而下降，高剪切时温度对熔体粘度的影响比低剪切时小。

PC薄膜定型温度

加工过程物料挤出温度较高，如冷却速度太快，势必造成薄膜内部应力集中，出现表面起皱、不平等缺陷，必须有一个适当的降温梯度，才能得到高质量的薄膜，定型温度主要是指定型辊的表明温度，整个冷却过程工艺条件要求严格准确。稳定的定型条件应该是挤出速度、油温和牵引速度三者的统一体。

此外，模唇与定型辊的距离也是很关键的，在薄膜挤出时，物料从模口挤出的瞬间，膜片的宽度有时变窄，即“缩颈”现象，这主要是因为物料处于粘流状态，在落到定型辊表面之前有一个拉长变窄的过程。在薄膜生产过程中尽量控制减少“缩颈”，严格掌握模口语定型辊的距离在最佳范围内。

树脂的干燥

烘料时应计算好用料量，尽量使一次烘干的树脂一次用完。烘好的树脂在加入料筒之后，用红外线灯辐照，使树脂在不低于110℃的情况下进入挤出机，既可防止树脂吸湿，也有利于挤出加工。

『肆』 树脂加膜镜片和树脂镜片差别大吗

树脂镜片不错，不容易摔破。
加膜就是镜片表面加屋保护膜.主要是提供防版紫外线，红权外线功能的。还是加膜的好。
加膜是镜片质量和特性的一个重要指标。对于眼用树脂镜片来说，主要的光学薄膜有加硬膜、减反射膜（增透膜）、抗污膜（防水膜）、抗辐射膜、偏振膜、防雾膜和分光膜等。
镜片加膜主要有两种：一种是抗反射膜，即通过在镜片前表面镀上多层不同折射率与不同厚度的透明材料，利用光干涉的原理来减少镜片表面多余的反射光。镜片加了抗反射膜后，对光线的通透性会增加，佩戴者感觉眩光减少了，视物也更加真切和明亮。另一种是加硬膜，主要用于树脂镜片。它一般加在镜片前表面，使树脂镜片抗磨能力增强，同时光的通透性也有所加强。使用者在清洁加硬膜镜片时，应先用清水将镜片前后表面洗净，再用干净软布吸干，注意不要在镜片干燥时擦拭。

如果普通的镜片可以看得很清楚，就不需要加膜，如果要加，树脂镜片可以加抗反射膜，也可以加硬膜，玻璃镜片一般只加抗反射膜。

『伍』 近视眼镜镜片加膜具体有什么作用，对近视有什么帮助

树脂镜片膜层特点浅析
众所周知，加膜是镜片质量和特性的一个重要指标。对于眼用树脂镜片来说，主要的光学薄膜有加硬膜、减反射膜（增透膜）、抗污膜（防水膜）、抗辐射膜、偏振膜、防雾膜和分光膜等。现在简单介绍几种主要膜层的特点。
1 加硬膜.树脂镜片的硬度较低，镜片表面容易产生划痕。为了提高镜片的抗磨损能力，需要在镜片表面镀硬膜。目前多采用硅原子进行加硬处理，即采用含有有机基质和包括硅元素的无机超微粒物的加硬液，使硬膜同时具备韧性和硬度。现代镀硬膜技术最主要的是采用浸泡法。加硬膜镀层较厚，约3～5μm。对于镀硬膜的树脂镜片，可以通过桌面敲击的声音和镜片的颜色亮度来识别。声音清脆、边缘明亮的镜片是经过加硬处理的。
2 减反射膜.减反射膜是利用干涉原理，使通过膜层的光相互抵消以达到减反射的目的。减反射膜可以减少光能在镜片表面的反射损失，以提高成像强度和分辨率。为了满足较宽光谱范围内低反射的要求，需要采用3层或多层的减反射膜。目前的多层减反射膜的厚度约为0.3μm，多采用氧化钛、氧化锆等高纯度金属氧化物材料，通过蒸发工艺镀于树脂镜片的表面，达到良好的减反射效果。镀减反射膜后会有残留的颜色，多以绿色系为主。对于需要加硬的镜片，要先进行加硬处理再镀减反射膜。
3 抗污膜.表面镀有减反射膜的镜片特别容易产生污渍，而污渍会破坏减反射膜的效果，减少光线的透射。在显微镜下观察减反射膜层呈孔状结构，油污容易浸润至减反射膜层。可以在减反射膜层上再镀一层具有抗油污和抗水性能的膜，这一膜层不会改变减反射膜的光学性能。抗污膜的材料以氟化物为主，可将多孔的减反射膜层覆盖起来，并且能够减少水和油与镜片的接触面积，使油和水滴不易粘附于镜片表面，因此也称防水膜。镀抗污膜多采用真空镀膜的方法。膜层较薄，约为0.005～0.01μm。
4 抗辐射膜.抗辐射镜片是根据电磁干扰遮蔽原理采用特殊镀膜工艺，经过特殊电导体薄膜处理，使镜片具有抗电磁辐射的功能。抗辐射物质是一种金属化合物，在镜片表面形成一种屏障，将低频辐射及微波进行反射和吸收，有效地滤除电磁辐射波。
5 偏振膜.偏振镜片由偏振膜和普通镜片胶合而成。偏振膜是利用物质对两种互相垂直振动的偏振光的选择性吸收的特性而制成。自然光可以分解成矢量互相垂直、大小相等、相位无关联的水平和垂直的线偏振光。当自然光以特定角度（即布儒斯特角）入射到界面时，反射光成为光矢量垂直于入射面振动的线偏振光。由光滑界面反射的眩光就是偏振光。用偏振膜能很好地阻挡这些刺眼的眩光中较强的水平方向光分量。眼用镜片中的偏光膜分为两种，一种是胶合于镜片中间的厚度相对较厚的偏光膜，这样的镜片边缘呈现很明显的“三明治”状态。一种是贴附于镜片表面的厚度较薄的新型偏光膜，这样的镜片比较美观。
6 抗 UV 膜：能阻挡阳光中有害紫外线。