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一文读懂 光学膜(附光学膜企名单)

一文读懂 光学膜(附光学膜企名单) 功能膜涂布产业链
2018-05-10
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导读:光学膜产品目前市场上应用广泛的主要有偏光片和背光模组(BLU),主要应用领域为TFT-LCD面板(合计占成本比重约20%+),偏光片亦需要用在OLED面板中。

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涉及功能膜材含:

窗膜、光伏膜、光电膜、车衣膜、分离膜、保护膜、离型膜、水处理膜、阻燃膜、水汽高阻隔膜、负离子释放膜、无机纳米添加功能膜、电池膜材等等;

涉及产业领域含:

显示膜材领域、光电膜材领域、新能源膜材领域、工业汽车膜材领域、半导体封装膜材领域、建筑膜材领域、生命科学领域等等;

涉及上游原材含:

通用塑料(PE/PP/PVC/PS)、工程塑料(PET/PA/PC/POM)、塑料弹性体(PU/TPU/TPE)等等。

什么是光学薄膜?

光学薄膜指在光学元件或独立基板上,制镀上或涂布一层或多层介电质膜或金属膜或这两类膜的组合,以改变光波之传递特性,包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变。故经由适当设计可以调变不同波段元件表面之穿透率及反射率,亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。

光学膜产品目前市场上应用广泛的主要有偏光片和背光模组(BLU),主要应用领域为TFT-LCD面板(合计占成本比重约20%+),偏光片亦需要用在OLED面板中。



其实,光学薄膜在我们的生活中无处不在,从精密及光学设备、显示器设备到日常生活中的光学薄膜应用,比如,平时戴的眼镜、数码相机、各式家电用品,或者是钞票上的防伪技术,皆能被称之为光学薄膜技术应用之延伸。倘若没有光学薄膜技术作为发展基础,近代光电、通讯或是镭射技术将无法有所进展,这也显示出光学薄膜技术研究发展的重要性。

光学薄膜生产方式


一般来说,光学薄膜的生产方式主要分为干法和湿法的生产工艺。


所谓的干式就是没有液体出现在整个加工过程中。例如真空蒸镀是在一真空环境中,以电能加热固体原物料,经升华成气体后附着在一个固体基材的表面上,完成涂布加工。日常生活中所看到装饰用的金色、银色或具金属质感的包装膜,就是以干式涂布方式制造的产品。但是在实际量产的考虑下,干式涂布运用的范围小于湿式涂布。


干式制备法( 包含真空镀,蒸发镀,磁控溅镀,离子镀等)一般用于物理光学薄膜的制备,


湿式涂布一般的做法是把具有各种功能的成分混合成液态涂料,以不同的加工方式涂布在基材上,然后使液态涂料干燥固化做成产品。


湿式制备法(包含涂布法, 流延法,热塑法等)一般用于几何光学薄膜的制备。

基膜材料

基膜加工方式

光学膜

国内生产水平

PET

双拉 在线涂布

增亮膜、扩散膜、反射膜

中低端

PVA

流延 单拉 浸碘

偏光膜

进口

TAC

流延 

偏光膜 保护膜

中低端

COC

流延 

偏光膜、相位差膜、圆偏光片光学薄膜

PC

流延 

导光板 反射片

中低端

PMMA

流延 

导光板 反射片

中低端


光学薄膜的分类

光学薄膜根据其用途分类、特性与应用可分为:反射膜、增透膜/减反射膜、滤光片、偏光片/偏光膜、补偿膜/相位差板、配向膜、扩散膜/片、增亮膜/棱镜片/聚光片、遮光膜/黑白胶等。相关衍生的种类有光学级保护膜、窗膜等。

1、反射膜‍


反射膜一般可分为两类,一类是金属反射膜,一类是全电介质反射膜。此外,还有将两者结合的金属电介质反射膜功能是增加光学表面的反射率


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,光学性质较稳定的金属作为金属膜材料。


在紫外区常用的金属薄材料是铝,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。


铝箔反射膜Dike铝箔隔热卷材,又称阻隔膜、隔热膜、隔热箔、拔热膜、反射膜等。由铝箔贴面+聚乙烯薄膜+纤维编织物+金属涂膜通过热熔胶层压而成,铝箔卷材具有隔热保温、防水、防潮等功能。铝箔隔热卷材的日照吸收率(太阳辐射吸收系数)极低(0.07),具有卓越的隔热保温性能,可以反射掉93%以上的辐射热,被广泛应用于建筑屋面与外墙隔热保温。


相对应的是一种防反射膜,主要功效是提高光线的衍射,使人们能够长时间的观看文字和图形。这就需要表面平滑反射少的防反射薄膜。


2、增透膜/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。


减反射膜是以光的波动性和干涉现象为基础的。二个振幅相同,波长相同的光波叠加,那么光波的振幅增强;如果二个光波原由相同,波程相差,如果这二个光波叠加,那么互相抵消了。减反射膜就是利用了这个原理,在镜片的表面镀上减反射膜(AR-coating),使得膜层前后表面产生的反射光互相干扰,从而抵消了反射光,达到减反射的效果。最简单的增透膜是单层膜。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。


减反射膜的实际应用非常广泛,最常见的是镜片及太阳能电池-通过制备减反射膜来提高光伏组件的功率瓦值。目前晶体硅光伏电池使用的减反射膜材料是氮化硅,采用等离子增强化学气相淀积技术,使氨气和硅烷离子化,沉积在硅片的表面,具有较高的折射率,能起到较好的减反射效果。早期的光伏电池采用二氧化硅和二氧化钛膜作为减反射层。


3、滤光片


滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的,红色滤光片只能让红光通过,如此类推。玻璃片的折射率原本与空气差不多,所有色光都可以通过,所以是透明的,但是染了染料后,分子结构变化,折射率也发生变化,对某些色光的通过就有变化了。比如一束白光通过蓝色滤光片,射出的是一束蓝光,而绿光、红光极少,大多数被滤光片吸收了。


滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类。


光谱波段:紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片;


光谱特性:带通滤光片、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片、反射滤光片;


膜层材料:软膜滤光片、硬膜滤光片。硬膜滤光片不仅指薄膜硬度方面,更重要的是它的激光损伤阈值,所以它广泛应用于激光系统当中。软膜滤光片则主要用于生化分析仪当中。


带通型:选定波段的光通过,通带以外的光截止。


短波通型(又叫低波通):短于选定波长的光通过,长于该波长的光截止。比如红外截止滤光片,IBG-650。


长波通型(又叫高波通):长于选定波长的光通过,短于该波长的光截止比如红外透过滤光片,IPG-800。


彩色滤光片是TFT-LCD背光模组的重要组成部分。


4、偏光片


偏光片(PolarizingFilm)的全称应该是偏振光片。液晶显示器的成像必须依靠偏振光。偏光片的主要作用就是使不具偏极性的自然光变成产生偏极化,转变成偏极光,加上液晶分子扭转特性,达到控制光线的通过与否,从而提高透光率和视角范围,形成防眩等功能。


偏光片可广泛应用于现代的液晶显示产品:液晶电视、笔记本电脑、手机、PDA、电子词典、MP3、仪器仪表、投影仪等,也可用于时尚偏光眼镜。其中,LCD的应用是拉动偏光片产业发展的主要力量。


5、补偿膜/相位差板


补偿膜的补偿原理,是将各种显示模式下(TN/STN/TFT(VA/IPS/OCB))液晶在各视角产生的相位差做修正,简言之,即是让液晶分子的双折射性质得到对称性的补偿。若要从其功能目的来区分则可略为分单纯改变相位的相位差膜、色差补偿膜及视角扩大膜。补偿膜能降低液晶显示器暗态时的漏光量,并且在一定视角内能大幅提高影像之对比、色度与克服部分灰阶反转问题。


6、配向膜


配向膜是具有直条状刮痕的薄膜,作用是引导液晶分子的排列方向。在已蒸上透明导电膜(ITO)的玻璃基版上,用PI涂液和转轮(roller),在ITO膜上印出一条一条平行的沟槽,到时候液晶可依此沟槽的方向横躺於沟槽内,达到使液晶呈同一方向排列之目的。此具有一条一条方向的膜,即為配向膜。


液晶之所以可应用于屏幕上,乃因其在平行分子方向与垂直分子方向之诱电率不同,因此可用电场驱动之,另一方面,由于液晶也具有视分子方向而变化之折射率(也就是具有双折射),可改变偏极光之偏极方向,最后更因液晶与配向膜之界面有很强之作用力(AnchoringStrength),在电场关闭后液晶就靠着弹性系数(恢复力)而恢复到原来之排列,由此可知没有配向膜之存在,液晶是无法工作的。


但在液晶萤幕之应用上,其液晶分子与配向膜表面呈某一角度的倾斜(即预倾角,PretiltAngle),如此才能达到均一配向的效果。


配向膜涉及的涂布非卷式湿法涂布,方式有传统的定向刷磨法和现在的UV光配向法、电子浆配向和离子束配向。


7、扩散膜


扩散膜为TFT-LCD背光模块中之关键零组件,能够为液晶显示器提供一个均匀的面光源,一般传统的扩散膜主要是在扩散膜基材中,加入一颗颗的化学颗粒,作为散射粒子,而现有之扩散板其微粒子分散在树脂层间,所以光线在经过扩散层时,会不断于2个折射率相异的介质中穿过,故光线就会发生许多折射、反射与散射的现象,如此便造成了光学扩散的效果。


8、增亮膜/棱镜片/聚光片


增亮膜又叫棱镜片(PrismSheet),常简称BEF(BrightnessEnhancementFilm),为TFT-LCD背光模块中之关键零组件,主要是借由光的折射与反射原理,利用棱镜片修正光的方向,使光线正面集中,并将视角外未被利用的光线可以回收与利用,同时提升整体辉度与均匀度,达到增亮的效果,又称聚光片。复合型光学膜,主要是将原本聚光片的功能与扩散功能加以整合,如此将可减少使用1片扩散片,有利於下游厂商简化背光设计、节省工序、降低成本,同时亮度效率还可提升。对於光学膜厂商来说,虽然复合型增亮膜会取代传统聚光片(增亮膜),但单价和利润都较佳。


9、遮光膜/黑白胶


黑白遮光胶|遮光膜主要应用于背光源上,起固定、遮光作用(遮掉边光和灯位的光),也叫遮光片、黑白膜,简称黑白胶(可说是种双面胶带)。相对TFT-LCD所使用的背光源遮光要求较高,所以大部分的黑白胶都应用在TFT-LCD的背光源上面。除黑白胶外,还有黑黑胶(双面为黑色),主要作用仍然是固定,遮光;黑银胶(单面黑色,单面银色),除遮光外,银色面有反射作用。相对黑白胶是LCD市场的主流产品。黑面与白面的粘性对比,白面需要更大一些,因为白面与橡胶框相连接,而黑面与玻璃相连接,相对玻璃对胶的附着性,橡胶框更差一些,所以需要白面的粘性更大来保证整个模组的稳定性。

国内光学膜企业

国内主要光学膜生产企业:


编号

企业

主营膜材

1

乐凯胶片

聚脂薄膜

2

康得新

增亮膜、扩散膜

3

道明光学

反射膜

4

东材科技

光学保护膜

5

南洋科技

增亮膜、反射膜、扩散膜

6

佛塑科技

偏光膜

7

深纺织A

偏光膜、光电膜

8

奇美材料

液晶显示器用偏光板

9

力特光电

偏光板

10

盛波光电

液晶显示器(LCD)用偏光片

11

三利谱

LCD偏光片

12

明基材料

偏光片

13

激智科技

光学膜、汽车窗膜


具体公司介绍如下:

1

康得新

康得新为中国最大的预涂膜生产商,是中国首家具有自主知识产权的从事预涂技术研发和预涂膜生产的企业。


业务覆盖预涂材料、光学材料、3D智能显示、新能源电动汽车、碳纤维等几十个产品领域,拥有来自全球的近4000名专业人才晶城服务海内外用户。

2

道明光学

道明光学股份有限公司是专业从事研究、开发、生产和销售各种反光材料及反光制品的国家级高新技术企业,建有省级高新技术研究开发中心及省级企业技术中心,拥有三十多项自主知识产权。


主要产品又反光布、反光革、热敏反光贴膜、转移印花膜、彩色热贴膜、熔断膜、反光丝线、反光制品、反光服装、超强级反光膜、高强级反光膜、工程级反光膜、广告级反光膜、车牌级反光膜、蓄光膜、车身反光标识、海事膜等,其产品广泛用于警示服饰、交通工程等安全防护装备。

3

东材科技

四川东材科技是一家专业从事新材料研发、制造、销售的科技型上市公司,长期致力于为社会提供安全、环保的新材料解决方案。


公司现生产B-C级耐热等级的电工绝缘材料产品,产品涵盖绝缘油漆树脂、漆包线漆、层压模压制品、电工模塑料、电工云母制品、电工聚酯薄膜、电工聚丙烯薄膜、电工柔软复合制品和电工非织布等八大类百余个品种。

4

南洋科技

南洋科技是我国最大的电容器专用电子薄膜制造企业之一,是中国高端电容器薄膜主导供应商和中国产品系列最全的电容器薄膜生产商。


公司主导产品电容器用聚丙烯电子薄膜拥有两大类、七个品种,产品厚度规格涵盖了2.8—18微米的范围,其中超薄型薄膜、耐高温薄膜、安全防爆膜和高压电力电容器薄膜等高端产品的竞争优势显著。


目前除了聚丙烯电容薄膜业务外,公司的业务范围还包括了太阳能电池背材膜项目、锂离子电池隔膜项目、电容器用聚酯薄膜项目、光学膜涂布项目、光学膜基膜项目以及重离子微孔膜项目,高端薄膜业务体系已经基本形成。 

5

佛塑科技

佛山佛塑科技集团股份有限公司 是中国塑料新材料行业的龙头企业、中国制造业500强、国家火炬计划重点高新技术企业集团,是国家认定企业技术中心及广东省塑料工程技术研发中心的依托企业、国家技术创新示范企业。


近年开发的锂离子电池隔膜、偏光膜和电工电容薄膜等新型聚合物材料已经蜚声国内外市场,现已逐步形成以渗析材料、电工材料、光学材料和阻隔材料四大系列产品为框架的产业布局。


公司近期研发的晶硅太阳能电池用PVDF膜背板项目、复合智能节能薄膜项目等,标志着公司向新能源、新材料产业高端发展迈向新的台阶。

6

深纺织A

深圳市纺织(集团)股份有限公司是由深圳市投资控股有限公司控股的国有上市公司,成立于1984年。公司于1994年改制上市,公司股票“深纺织A”、“深纺织B”于1994年8月在深圳证券交易所上市。

    

深纺集团主营业务包括三部分,第一块是以LCD用偏光片为代表的高新技术产业;第二块是以海外服装加工及高档无缝内衣为代表的纺织服装产业;第三块是以地处深圳华强北繁华商业区的深纺大厦为代表的物业租赁业。


涉足光学膜生产的子公司为深圳市盛波光电科技有限公司,主要产品为偏光膜,现有5条量产的偏光片生产线。

7

奇美材料

奇美材料於2005年由奇美實業投資創立,現有台灣地區同仁1,274人,海外同仁1,027人,產品以液晶顯示器用偏光板為主,供應全球液晶面板大廠。

8

力特光电

公司於87年3月3日成立,从事 LCD关键零组件偏光板之生产及代工,为台湾第一家拥有偏光板研发,制造及加工能力之专业制造公司,偏光之特性在可以增加液晶显示器之黑白对比,亦可用於如护目镜、相机、滤光镜....等,主要生产、代工及销售液晶显示器LCD用之关键零组件一偏光板。

9

盛波光电

深圳市盛波光电科技有限公司是由深圳市纺织(集团)股份有限公司和杭州锦江集团有限公司合资经营的国家高新技术企业,专业从事液晶显示器(LCD)用偏光片的研发、生产、销售和技术服务。


公司始建于1995年,是国内首家专业偏光片制造商,目前共有5条量产生产线,1条在建生产线,分设坪山、龙华两处工厂。


经过二十余年的生产研发,公司产品现已涵盖TN型、STN型、TFT型、车载工控类专业显示、3D立体显示、OLED显示、平板显示及柔性显示相关光学薄膜等领域。其中,公司自主研发的TN型偏光片、STN型偏光片、监视器用TFT型偏光片、OLED显示用偏光片均率先填补了国内各领域的空白。

10

三利谱光电

深圳市三利谱光电科技股份有限公司成功研制出中国第一张CSTN半透偏光片、中国第一张OLED偏光片、中国第一张TFT半透偏光片、中国首条1490mm宽幅TFT偏光片前、中、后工序生产线并拥有该项目的完全自主知识产权,公司已经申请了2项发明专利和15实用新型专利。


公司于2007年建成了中国第一条1330mm宽幅TFT偏光片中、后工序生产线,于2008年在福建建成了650mm全制程偏光片生产线,主要生产彩色STN(CSTN)、黑白STN(FSTN)以及中小尺寸TFT偏光片,产品主要用于彩屏和黑白手机、仪器仪表、电脑显示器等。


坐落于深圳市光明新区的三利谱科技园占地10万平方米,一期工程将于2010年底建成国内首条1490mm宽幅全制程TFT偏光片生产线,产品主要用于62吋以下平板显示器,计划未来8年内共建成4条TFT宽幅全制程生产线。

11

明基材料

明基材料為材料科學的領導者,透過核心技術交叉運用,不僅為全球前四大偏光片製造商,更跨足醫護產品,創立安適康 (AnsCare)、護妍天使(DermaAngel)、美若康(Miacare)三大品牌,以材料科技打造美好生活。

12

激智科技

宁波激智科技股份有限公司成立于2007年3月,是由海归博士和世界500强专业团队共同创办的一家集光学薄膜研发、生产、销售为一体的高新技术企业。


公司产品主要应用于光电显示、新能源和LED照明等领域,研发关键技术已获得多项国家专利授权。作为光学膜国产化的主要推动者之一,激智科技的使命是成为光学薄膜领域最有影响力的高科技企业,通过我们的技术和服务为客户带来最优质的产品解决方案。

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