光學薄膜在（zài）我們的生活中無處不在，從精密及光學設備、顯示器設備到日常生活中的光學（xué）薄膜應（yīng）用；比方說，平時戴的眼鏡、數碼相機、各式家（jiā）電用品，或者是鈔（chāo）票上的防偽技術，皆能被稱之為光學薄膜技術應用之延伸（shēn）。倘若沒有光學薄膜技術作為發展（zhǎn）基礎，近代光電、通（tōng）訊或是鐳射技術將無法有（yǒu）所進展，這也顯示出光學薄膜技術研究發展的重要性。

光學薄膜係指在光學元件或獨立基板上，製鍍上或塗布一層或多層（céng）介（jiè）電質膜或金屬（shǔ）膜或（huò）這兩類膜的組合，以改變光波之傳遞特性（xìng），包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振（zhèn）及相位（wèi）改變。故經由適當設計（jì）可以調變不同波段元件表麵之穿透率（lǜ）及反射率，亦可以使不同偏振平麵的光具有不同的特性。

一（yī）般來說，光學（xué）薄膜的生（shēng）產方式主要分為幹（gàn）法和濕法的生產工藝。所謂的（de）幹式就是沒有液體出現在整個加（jiā）工過程中，例如真空蒸鍍是在一（yī）真（zhēn）空環境中，以電能加熱固體（tǐ）原物料，經升華成氣體後附（fù）著在一（yī）個固（gù）體基材的表麵上，完成（chéng）塗布加工。日常生活（huó）中所看到裝飾用的金色、銀色或（huò）具（jù）金屬質感的包裝膜，就是以幹式塗布方式製造的產品。但是在（zài）實際量產的考慮（lǜ）下，幹式塗布運用的範圍小於濕式（shì）塗布（bù）。濕式塗布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態塗料，以不（bú）同的加工（gōng）方式塗布（bù）在（zài）基材上（shàng），然後使液態塗料（liào）幹燥固化做成產品。在本文中僅討論濕式塗布技術的光學薄膜產業。

光學薄膜分類

光（guāng）學薄膜根據（jù）其用途分類、特性與應用可分為：反（fǎn）射膜、增透膜/減反射膜、濾（lǜ）光片、偏光片（piàn）/偏光膜、補償膜（mó）/相（xiàng）位差板、配向（xiàng）膜、擴散膜/片、增亮膜/棱鏡片/聚光（guāng）片、遮光膜/黑白膠等。相關衍（yǎn）生的種類有光學級保護膜、窗膜（mó）等。

1、反射膜

反射膜一般可分為兩類，一類是金屬反射膜，一類是全電介質反射膜。此外，還有將兩（liǎng）者結合的金屬電（diàn）介質反射膜，功能（néng）是增加（jiā）光學表麵的反射率。

一般（bān）金屬（shǔ）都具有較大的消光係數。當光束由空氣入射到金屬表麵時，進入金屬內的光振（zhèn）幅迅速衰（shuāi）減，使得進入金屬內部的光（guāng）能相應減少，而反射光能增加。消光係數越大，光振幅衰減越迅速，進入金屬內部的光能越少，反射率越高。人們總是選擇消光係數較大，光學性質較穩定（dìng）的金（jīn）屬作為金屬膜材料。在紫外區常用的（de）金屬薄材料是鋁，在可見光區常用鋁和銀，在紅外區常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑也常（cháng）作一些特種薄膜的膜料。由於鋁、銀（yín）、銅等材料在空氣中很容易氧化而降低性能，所以（yǐ）必須用電介質膜加以（yǐ）保護。常用的保護（hù）膜材料有一氧化（huà）矽、氟化（huà）鎂、二氧化矽、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的優點是製備工藝簡（jiǎn）單（dān），工作的波長範圍寬；缺點是光損大，反射率不可能很高。為了使（shǐ）金（jīn）屬反射膜的反射率進一步提高，可以在膜（mó）的外側加鍍幾層一定厚度的電介質層，組成（chéng）金屬電介質反射（shè）膜（mó）。需要指出的是，金屬電介質射膜增加了（le）某一波（bō）長（或者某一波（bō）區）的反射率，卻破壞了金（jīn）屬膜中性反（fǎn）射的特點。

全電（diàn）介質反射膜（mó）是建立在多光束幹（gàn）涉基礎上的。與增透膜相反，在光學表（biǎo）麵上（shàng）鍍一層折射率高於基體材料的薄膜，就可以（yǐ）增（zēng）加光（guāng）學表麵的反射率。最簡單的多（duō）層反射是由高、低折射率的二種材料交替蒸鍍而成的,每層膜的（de）光學厚（hòu）度為某一波長的四分一。在這種條件下，參（cān）加（jiā）疊加的各界麵上的反射光矢量，振（zhèn）動方向相同。合成振幅隨著薄膜層數（shù）的（de）增加而增加。

鋁箔反射膜Dike鋁箔（bó）隔熱卷材，又稱阻隔膜、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁（lǚ）箔貼麵+聚乙烯薄膜（mó）+纖（xiān）維編織物+金屬塗膜通過熱熔膠層壓而成，鋁箔卷材具有隔熱保溫、防（fáng）水、防（fáng）潮等功能。鋁（lǚ）箔隔熱卷材的（de）日照吸收率（太陽輻射吸收係數）極低(0.07)，具（jù）有卓越的隔熱保溫性（xìng）能，可以反射掉93%以上的輻射熱，被廣泛應用於建築屋麵與外牆隔熱保溫。

相對應的是一種防反射（shè）膜，主要功效是提高光（guāng）線（xiàn）的衍射，使人們能夠長時間的觀看文字和圖形。這就需要表麵平滑（huá）反射少的防反射薄膜。

2、增透（tòu）膜/減反射膜

減反射膜又稱增透膜，它的主要功能（néng）是減少或消（xiāo）除透鏡、棱鏡、平麵鏡（jìng）等學表麵的反射光，從而（ér）增加這些元（yuán）件的透光量，減少或消除係統的雜散光。

減反射膜是以光的波動性和幹涉現象為基礎的。二個振幅相同，波長相同的光波疊加，那（nà）麽光（guāng）波的振幅（fú）增強；如（rú）果二個光波原由（yóu）相同，波程相差，如果這二個光波疊加，那麽互相抵消（xiāo）了。減（jiǎn）反射膜就（jiù）是利用了這個原理，在鏡片的（de）表麵鍍上減反射膜(AR-coating），使得膜層前後表麵產生的反射光互相幹擾，從而抵消了反射光，達到減（jiǎn）反射的效果。最簡單的增透（tòu）膜是單層（céng）膜。一般情況下，采用單層增透膜（mó）很難達到理想的增透（tòu）效果,為了（le）在單波長實現零反射（shè）,或在較寬的光譜（pǔ）區達到好的增透效（xiào）果，往往采用雙層（céng）、三層甚（shèn）至更多層數的減反射膜。

減反射膜的實際應用非常廣泛（fàn），最常見的（de）是（shì）鏡片及太陽能（néng）電池-通過製備減反射膜來提（tí）高光伏組件的功（gōng）率瓦值。目前晶體矽光伏電池使（shǐ）用的減反（fǎn）射膜材（cái）料是氮（dàn）化（huà）矽，采用等離子增強化學氣相澱積技術，使氨氣和矽烷離子化，沉積在矽片的表麵，具（jù）有較（jiào）高（gāo）的折射（shè）率，能起到較好的（de）減反（fǎn）射效果（guǒ）。早期的光伏電池采（cǎi）用二氧化矽和（hé）二氧化鈦（tài）膜作為減反（fǎn）射層。

3、濾光片

濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料做成的，紅色濾光片隻能讓紅光通過，如此類推（tuī）。玻璃片的（de）折射率原本（běn）與空氣差不多，所有色光都可以通（tōng）過，所以（yǐ）是透明的，但（dàn）是染了染料後，分子結構變化，折射率也發生變化，對某（mǒu）些色光的通過就有（yǒu）變化了。比如一束白光通過藍色濾光片，射出的是一束藍光，而綠光、紅光極少，大多數被濾光片吸收了。

濾光片產品主要按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用（yòng）特點等方（fāng）式分類。

光譜波段：紫外濾光片、可見濾光片、紅外濾光片；

光譜特性：帶通濾光片、截（jié）止濾（lǜ）光片、分光濾光片、中（zhōng）性密度（dù）濾光片、反射濾光片；

膜層材（cái）料：軟（ruǎn）膜濾光（guāng）片、硬膜濾光（guāng）片。硬膜濾光片不僅指薄膜硬（yìng）度方麵,更重要的是它的激光損傷（shāng）閾值,所以它廣泛應用於激光係統當中。軟膜濾光片則主要用於生化分析儀當中。

帶通型：選定（dìng）波段的光通過，通帶以外的光截（jié）止。

短波通型(又叫（jiào）低波通)：短（duǎn）於選定波（bō）長的光通過，長於該波長的光截止。比如紅（hóng）外截止濾光片，IBG-650。

長波通型(又叫高波通)：長於選定波長（zhǎng）的光通過（guò），短（duǎn）於該波長（zhǎng）的光（guāng）截止（zhǐ）比如（rú）紅外透過濾（lǜ）光片，IPG-800。

彩色濾光片是TFT-LCD背光（guāng）模組的重要組成部分。

4、偏光片

偏光片（PolarizingFilm)的全稱應該是偏振光片。液晶顯示器的成像必須依靠偏振光。偏光片的主要作用就（jiù）是使不（bú）具偏（piān）極性（xìng）的自然光變成產生偏極化，轉變成偏極光，加上液（yè）晶分子扭轉特性，達到（dào）控製（zhì）光線（xiàn）的通過與否，從而提高透光率和視（shì）角範（fàn）圍（wéi），形成防（fáng）眩等功能。

偏光片可廣泛應用於現代的液晶顯示產品:液晶（jīng）電視、筆記本電腦、手機、PDA、電子詞典、MP3、儀（yí）器儀（yí）表、投影儀等（děng），也可用於時尚偏光眼鏡。其中，LCD的應用是拉動偏光片產業發（fā）展的主要力量。

5、補償膜/相位差板

補償膜的補償原理，是（shì）將（jiāng）各種顯示（shì）模式下(TN/STN/TFT(VA/IPS/OCB))液晶在各視角（jiǎo）產生的相位差做修正,簡言（yán）之，即是讓液晶分子的雙折射性質得到對稱性的補償。若要從其功能目的來區分則可略為（wéi）分單純改變相位的相位差膜、色差補償膜及視角擴（kuò）大膜。補償膜能降低（dī）液晶顯示器（qì）暗態時的漏光量，並且在一定視角（jiǎo）內能大幅提高影像之對比、色度與克服部分灰階反轉問題。

6、配向膜（mó）

配向膜是具有直條狀刮（guā）痕的薄膜（mó），作用是引導液晶（jīng）分子的排（pái）列（liè）方（fāng）向(圖1.1）。在已（yǐ）蒸上透明導電膜（ITO）的玻璃基版上，用PI塗液和轉輪（roller），在ITO膜上印出一條一條平行（háng）的溝槽，到時候液晶可依（yī）此溝槽的方向橫（héng）躺於溝槽內，達到使（shǐ）液晶呈（chéng）同（tóng）一方向排列之目的。此具有一條一（yī）條（tiáo）方向的（de）膜，即為配向膜。

液晶之所以可應用於螢（yíng）幕上（shàng），乃因其在（zài）平行（háng）分子方向與（yǔ）垂直分子方向之誘電率不同（tóng），因此可用電場驅動之，另一方麵，由於液晶也具有（yǒu）視分子方向而變化之（zhī）折射率（也就是具有雙折射），可改變偏極光之偏極方向，最（zuì）後更因（yīn）液晶與配向膜之界麵有（yǒu）很強之作用力（AnchoringStrength），在電場關閉後液晶就靠著（zhe）彈性係數（恢複力）而恢複到原來之排列，由此可知沒有（yǒu）配向膜之存在，液晶是（shì）無法工作（zuò）的。但在液晶螢幕之應用（yòng）上，其液晶分子與配向膜表麵呈某一角度的（de）傾斜(即預傾角（jiǎo），PretiltAngle)，如此才能達到（dào）均一配向（xiàng）的效果。

配向膜涉及（jí）的塗（tú）布非卷式濕法塗布，方式有傳（chuán）統的定向（xiàng）刷磨法和現在的UV光配向法、電子漿配向和離子束配向。

7、擴散膜

擴散膜為TFT-LCD背光模塊（kuài）中（zhōng）之關鍵零組件（jiàn）,能夠為液晶顯示（shì）器提供一個均（jun1）勻的麵光源,一般傳統的擴散膜主要是在擴散膜基材中（zhōng）,加入一顆顆的化學顆粒,作為散（sàn）射粒子,而現有之擴（kuò）散板其微粒子分散在樹脂層間,所（suǒ）以光線在經過擴散層時（shí）,會不斷於2個折射率相異的介質中穿過,故光線就會發生許多折射、反（fǎn）射與散射的現象,如此便（biàn）造成了光學擴散的（de）效果。詳（xiáng）見（jiàn）第二章。

8、增亮膜/棱鏡片/聚光（guāng）片（piàn）

增亮膜又叫棱鏡片（PrismSheet）,常簡稱BEF（BrightnessEnhancementFilm），為TFT-LCD背光（guāng）模塊中之關鍵零組件，主要是（shì）借由光的折射與（yǔ）反射原理，利用棱（léng）鏡片修正光的方向，使光（guāng）線正麵集中（zhōng），並將視（shì）角外未被利用的光線可以回收與利用，同時提升整體輝（huī）度與（yǔ）均勻（yún）度，達到增亮的效果，又稱聚光片。複（fù）合型光學膜，主要是將原本聚光（guāng）片（piàn）的功能與擴（kuò）散功能加以（yǐ）整合，如此將可減少使（shǐ）用1片擴散片（piàn），有利於下遊廠商簡化背（bèi）光設計、節省工序、降低成本，同時亮度效率還可提升。對（duì）於光學膜廠商來說，雖然複合型增亮膜會取代傳統聚光片（增（zēng）亮膜（mó）），但單價和利潤都（dōu）較（jiào）佳。

9、遮光膜/黑白膠

黑白遮光膠|遮光膜主要應用於背光源上，起固定、遮光作用(遮掉邊光和燈位的光)，也叫遮光片、黑（hēi）白膜，簡稱黑白膠(可說是種雙麵膠帶）。相對TFT-LCD所使用的背光源遮光要求較高，所（suǒ）以大部（bù）分的黑白（bái）膠都應用在TFT-LCD的背光源上麵。除（chú）黑白膠外，還（hái）有（yǒu）黑（hēi）黑膠（雙麵為黑色），主要作（zuò）用仍然是（shì）固定，遮光；黑銀膠（單（dān）麵（miàn）黑色，單麵銀色），除遮光外，銀色麵有反射作用。相對（duì）黑白膠是LCD市場的（de）主流產品。黑麵與（yǔ）白麵的粘性對比，白麵需要更大一些，因為白麵（miàn）與橡（xiàng）膠框相連接，而黑麵與玻璃相連接，相對玻璃對膠的附著性，橡膠框更差一些（xiē），所以需要白（bái）麵的（de）粘性更大來（lái）保（bǎo）證整個模組的穩定（dìng）性。