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1、高性能薄膜材料研究方向,目 次,1 前言2 高性能薄膜研制现状21 高性能薄膜基本概念22 高性能薄膜制品种类23 高性能薄膜成型技术基础3 高性能薄膜发展趋势4 对我院高性能薄膜发展的建议,1 前言,近年来，高性能电子保护膜、平板显示器光学薄膜、挠性覆铜板等电子类薄膜和建筑及汽车玻璃窗膜在电子、汽车和建筑行业得到迅速的发展。胶粘剂和涂层材料技术、洁净环境涂布技术、薄膜成型技术和薄膜制品设计技术是电子类薄膜和窗膜材料的四项关键技术。本文的高性能薄膜是相对于用于包装等行业的普通复合膜而言的，指以高分子薄膜材料为基材，通过洁净环境涂布或压合技术而制成的电子类薄膜和窗膜；本文所涉及的胶黏剂和涂层材料
2、是指上述薄膜制造所用的各种胶黏剂和涂层材料产品，用于薄膜基材的表面改性和多层复合，主要包括聚丙烯酸酯胶黏剂、环氧胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和有机硅胶黏剂。,2 高性能薄膜研制现状,21 高性能薄膜基本概念,高性能薄膜:是相对于用于建筑、包装等行业的普通复合膜而言的，指以高分子薄膜材料为基材，通过精密涂布或压合技术而制成的电子类薄膜和窗膜；胶黏剂和涂层材料:是指上述薄膜制造所用的各种胶黏剂和涂层材料产品，用于薄膜基材的表面改性和多层复合，主要包括聚丙烯酸酯胶黏剂、环氧胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和有机硅胶黏剂，以及胶黏剂和其它功能材料的组合物。电子类薄膜:主要指电子保护膜、平板显示器用光学薄膜、挠性覆铜板，以
3、及上述薄膜材料所用薄膜基材。电子保护膜包括制程保护膜、屏幕保护膜和离型膜，主要应用于光学级材料加工过程以及液晶面板的保护。,窗膜:包括建筑窗膜、汽车窗膜以及安全玻璃窗膜，主要用于玻璃的节能、隔离紫外线、防爆等。平板显示器使用的光学薄膜:主要包括液晶面板和背光模组用光学膜等，如偏光膜、扩散膜、增亮膜、反射膜等，其主要作用是提高平板显示器的光学显示效果。挠性覆铜板:挠性覆铜板是指在聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜等挠性绝缘材料的单面或双面，通过一定的工艺处理，与铜箔粘接在一起所形成的覆铜板。包括三层法挠性覆铜板和两层法挠性覆铜板，用于挠性印刷线路板制造。薄膜基材:包括光学级PET薄膜、聚酰亚胺薄膜以及偏光片
4、用三醋酸纤维素薄膜和PVA薄膜等。,22 高性能薄膜制品种类,高性能薄膜,电子类薄膜,窗膜,电子保护膜,平板显示器用光学薄膜,电路板用挠性覆铜板,薄膜基材,建筑窗膜,汽车窗膜,安全玻璃窗膜,图1 平板显示器使用的电子薄膜产业关联图,电子类薄膜(1)-电子保护膜,电子保护膜可分为:制程保护膜、屏幕保护膜和离型膜。制程保护膜可用于偏光片、导光板、棱镜片、相位差薄膜、防反射薄膜等的保护，平均来说，每台液晶显示器需要两片偏光片、两片扩散膜、两片增亮膜、一片反射膜、两片位相差板、一片导光板，共计至少需要510片制程保护膜；平板显示器使用时为了防止刮伤、污染等，可以贴上屏幕保护膜，通常一台显示器用一张屏幕
5、保护膜；离型膜是在制程保护膜和屏幕保护膜等出厂时保护保护膜而与保护膜复合在一起的，其用量和保护膜面积成正比。,电子保护膜-制程保护膜,根据基材的不同，制程保护膜可分为聚烯烃保护膜（包括涂布法和共挤法两种）、PET保护膜。,a.聚烯烃保护膜,PE保护膜可分为涂布型和共挤出型两种。涂布型可用于棱镜片、光扩散薄膜、树脂板(面板保护板)等。棱镜片和光扩散薄膜等表面有凹凸，如果不使用粘合剂，粘接性能就会不足，所以不能使用共挤出型。面向偏光片供应PE涂布型保护膜的厂家只有SUN A化研，日东电工也有PE涂布型产品，但是不怎么用于光学领域及自家公司的偏光片。粘合剂一般使用聚丙烯酸酯。PE共挤出型不使用粘合剂
6、，它是由共挤出形成的LDPE(有L-LDPE和HDPE)和EVA其它粘接性树脂2层结构构成的薄膜。EVA是粘合层。粘合性树脂还可使用金属茂化物LLDPE。LLDPE有柔软性，可以是薄膜，有微粘合性，粘接后容易剥离。,b.PET保护膜,PET保护膜主要用于要求耐热性的TFT式偏光片，在偏光片厂家出售给用户（LCD面板厂家）时使用。偏光片用保护膜原来一直使用PE，但是在LCD产品检验时，保护膜破损的都要废掉，所以近几年品质特性更高的PET薄膜不断取代了它，伴随着LCD等的高功能化，提高了PET薄膜强度和耐擦伤性等物性的要求。偏光片保护膜从上至下依次是防污层/耐水层/防静电层/基材/粘合层/离型膜的
7、结构，贴到偏光片上时，先剥掉作了涂硅处理的离型膜再使用。生产时要使用高档的粘合剂及涂布技术，以防止剥保护膜时，粘合剂留在TAC薄膜上。,图2 PET保护膜,不断大型化的LCD要求所使用的各种薄膜在100m以上，而且无缺陷（针眼、条斑），这些缺陷对偏光片的成品率也有影响，因此也要求保护膜没有缺陷。保护膜的基底材料PET薄膜要有耐热性、透明性、无异物、亮度（没“鱼眼”）、光学特性（防止迟延）、加工容易（不弯曲，厚度无偏差）。剥离膜几乎与基材相同。基材及剥离膜使用38m或25m厚的，大多是38m。PET保护膜领先厂家是日东电工，偏光片世界顶尖，保护膜也是自己制造。居第2位的是藤森工业，该公司从制造到
8、剥离膜的粘贴所有的薄膜加工都能进行，完成了由以前的PE粘接型到PET的转型。居第3位的是帝人杜邦薄膜。该公司利用自己的PET原材料、硅涂布技术等，在此领域开展经营，环境清洁也是它的强项。该公司产品主要供给三立和力特。居第4位的是SUNA化研。,电子保护膜-屏幕保护膜,屏幕保护膜是在PET等基材上涂布一层压敏胶黏剂，并在基材背面涂布一层防刮加硬涂层而制成的。从形态分为两类：硬膜和软膜。由于软膜的耐磨性较差，现在一般主流大牌子都以不生产或很少生产。硬膜是现在液晶保护膜市场上的主流。从吸附方式上屏幕保护膜主要分为四类：a.普通胶水吸附：采用胶水，将保护膜的四角粘贴在液晶屏旁的边框上。这样撕下时很容易
9、损坏液晶屏。b.3M公司专利胶水吸附：这种吸附方式是采用特殊的胶水，粘贴住液晶屏旁的边框，有强度高，粘性持久，而且溶剂不腐蚀的特点。但不易撕下。c.静电吸附：采用物理学原理，当保护膜与液晶屏产生接触时，保护膜与液晶屏之间的空气内的压强变小，使大气压强大于屏幕与膜之间的空气的压强，从而产生吸附能力。d.硅胶吸附：采用硅胶，通过特殊的技术与保护膜材质进行合成，产生后不易脱落，并且将保护膜从液晶屏上撕下后，可以不留任何痕迹，还可反复使用。是目前流行的吸附方式。,电子保护膜-离型膜,偏光片离型膜是经硅处理的PET薄膜，是偏光片粘接层的剥离膜，所以剥离时，不能将粘合剂一起剥掉，这就要用高级的硅处理技术。
10、偏光片要带着离型膜检测，所以要求其具备原材料的光学特性，最终取向角应为零。离型膜原材料厚度和等级、涂布液的调制、涂层的设计、涂布方法等都要满足用户关于薄膜用途、使用方法、薄膜特性各种要求。需要原材料制造、涂布液配制、涂布方法3种技术的配合才能开发产品。离型膜的原材料PET的厚度有25M和38M两种。偏光片离型膜的供应厂家，有东洋镀金（现为东丽薄膜加工）、藤森工业、创研化工、帝人、三菱化学等。,电子保护膜经过近20年的发展，已经比较成熟了，基本能满足市场的要求。随着平板显示器产品和电子线路板产品新生产工艺和新产品的开发，电子保护膜技术主要朝以下几方面发展：(1)剥离强度更加稳定(2)光学效果更高
11、，具有更高的光线透过率(3)表面加硬、防污处理技术(4)抗静电效果更好、更持久,电子类薄膜(2)-平板显示器光学薄膜,平板显示器是需要人们用眼睛去感受的一种产品，所以对光线、图象的处理效果非常重要，因此,平板显示器中使用了种类众多的光学薄膜。平板显示器产品发源于日本，逐渐在韩国、台湾等国家和地区兴起。光学薄膜属于平板显示器中除液晶面板之外技术含量较高的产品，附加值高，大部分市场至今仍然掌握在日本企业手中，台湾和韩国的企业也设法进入这一领域。光学薄膜制造涉及到高分子合成、精密涂布和光学设计等核心技术。平板显示器使用的薄膜主要包括偏光板保护膜、偏光板离型膜，液晶屏面保护膜、背光模组扩散膜、增亮膜等
12、，平均来说，一台平板显示器需要用到的薄膜数量上十个,图3 背光模组,a.扩散膜,扩散片在背光模组中能为液晶显示器提供一个均匀的面光源.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。扩散片又分为上扩散和下扩散片。下扩散片要求雾度高，可以使光向中间集中一些。而上扩散片光透过率高些。全球扩散膜母卷制造厂商，集中在日本。对扩散膜母卷再进行涂布，在日本有惠和公司（Keiwa）,Kimoto公司，智积电公司（Tsuj
13、iden）；在韩国主要有SKC，ToraySaehan，Kolon，Sanbo，新和；在台湾有宣茂科技，长兴化工和中华薄膜。而中国大陆迄今只有韩国SKC独资的一家工厂。,图4 扩散膜组成,b.偏光膜,偏光膜能让自然光中的乱反射的光线、眩光及物体反射光,有效的阻绝掉,偏光膜的内部结构于 1c里面就有30万条肉眼看不到的直线分子排列体,并排列于同一个方向,让光线偏极化取得柔和光线,利用偏光板的来看物体会更清晰鲜明,反之当太阳光 接触到水面、地面、平面反射时,因直线震动的偏光光线的关系所以难看清物体,利用偏光板过滤直线震动的光源特性,并利用分子排列的水平线,重新调整吸收光线的方向,来消除干涩、不清楚
14、及刺眼的光线。,图4 偏光膜组成,偏光膜的应用范围很广，不但能使用在LCD做为偏光材料，亦可用于太阳眼镜、防眩护目镜、摄影器材之滤光镜、汽车头灯防眩处理及光量调整器。为了满足轻量化及使用容易的要求，偏光膜的选择以高分子二色性型为主，这型起偏材料的种类有四：金属偏光膜、碘系偏光膜、染料系偏光膜和聚乙烯偏光膜目前全球主要的偏光厂有日本的日东电工(Nitto Denko)、三(Sanritz)、Polatechno 及Sumitomo，韩国的Ace-Digitech 及LG 化学，台湾的特光电及协臻光电。,c.增亮膜,增亮膜(又称为稜镜片或聚光板)为TFT-LCD背光模组中关键零组件,其具有精密微结
15、构的光学薄膜,可将光源散射的光线正面集中,将原本散乱的光线集中至约70度的范围,并且将视角外未被利用的光,利用光的反射再循环利用减少损失,因此增亮膜为液晶显示器中非常重要的节能元件。增亮膜主要材料为光学级PET,市场几乎100%由日商(东丽,帝人,三菱)供应,近期台湾新光与南亚开始投入光学级PET生产。,图5 2007年至2012年全球液晶电视出货量预估(单位：百万台),电子类薄膜-(3)挠性覆铜板及其用聚酰亚胺薄膜,挠性覆铜板是指在聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜等挠性绝缘材料的单面或双面，通过一定的工艺处理，与铜箔粘接在一起所形成的覆铜板。挠性覆铜板广泛用于航空航天设备、导航设备、飞机仪表、军事制导
16、系统和手机、数码相机、数码摄像机、汽车卫星方向定位装置、液晶电视、笔记本电脑等电子产品中。由于电子技术的快速发展，使得挠性覆铜板的产量稳定增长，生产规模不断扩大，特别是高性能的以聚酰亚胺薄膜为基材的挠性覆铜板，其需求量和增长趋势更加突出。,挠性覆铜板（FCCL是挠性印制电路板FPC的加工基板材料，是由挠性绝缘基膜与金属箔组成的。由铜箔、薄膜、胶粘剂三个不同材料所复合而成的挠性覆铜板称为三层型挠性覆铜板（简称“3L-FCCL”）。无胶粘剂的挠性覆铜板称为二层型挠性覆铜板（简称“2L-FCCL”）。,图6 单面三层法挠性覆铜板产品（杜邦公司，尺寸0.60.9m）结构示意图,图7 双面三层法挠性覆铜
17、板产品（杜邦公司，尺寸0.60.9m）结构示意图,绝缘基膜材料：挠性覆铜板用的绝缘基膜材料有聚酯（PET）薄膜、聚酰亚胺（PI）薄膜、聚酯酰亚胺薄膜、氟碳乙烯薄膜、亚酰胺纤维纸、聚丁烯对酞酸盐薄膜等。其中，目前使用得最广泛的是聚酯薄膜（PET薄膜）和聚酰亚胺薄膜（PI薄膜）。目前，全世界能生产挠性覆铜板用聚酰亚胺薄膜的只有三家公司：美国杜邦、日本中渊化学、宇部兴产等。国内聚酰亚胺薄膜（PI薄膜）材料都要依赖于进口，产品供不应求。金属导体箔：金属导体箔是挠性覆铜板用的导体材料，有铜箔、铝箔和铜铍合金箔。目前绝大多数是采用铜箔。胶粘剂：目前用于挠性覆铜板胶粘剂的主要有聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、
18、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛缩丁醛类胶粘剂等。目前在三层法挠性覆铜板行业中胶粘剂主要分为丙烯酸类胶粘剂和环氧类胶粘剂两大流派。,挠性覆铜板的组成,窗膜,按照应用领域的不同，目前玻璃窗膜大致分为三类：建筑玻璃窗膜、汽车玻璃窗膜、安全玻璃窗膜。,建筑玻璃窗膜：以节能隔热为主要目的，外带防紫外线和安全功能。该种膜还可分为热反射膜和低辐射膜。热反射膜，这种膜贴在玻璃表面使房内能透过可见光和近红外光，但不能透过远红外光。因此有足够的光线进入室内，而将大部分的太阳能的热量反射回去，在炎热的夏季保持室内温度不会升高太多，从而降低室内空调负荷，达到节省空调费用和节能的作用。低辐射膜，这种膜能
19、透过一定量的短波太阳辐射能，使太阳辐射热进入室内，被室内物体所吸收；同时又能将90以上的室内物体辐射的长波红外线反射保留于室内。低辐射膜能充分利用太阳光辐射和室内物体的长波辐射能。因此在寒冷地区和采暖建筑中使用可起到保温和节能效果。汽车玻璃窗膜：贴在汽车玻璃内表面，具有节能隔热、隔紫外线、安全防盗等作用。同时对窗膜的可见光透过率和可见光反射率要求也很高，尤其是前挡玻璃膜，根据机动车运行安全技术条件的规定，“前风挡玻璃的可见光透射比不允许小于70%，所有车窗玻璃不允许张贴镜面反光遮阳膜”。安全玻璃窗膜：膜与玻璃之间有一层粘着力极强的胶，膜本身具有很好的抗撕裂性、抗穿透性即使破碎，即使玻璃破碎也能
20、保持原来的整体状态，防止因意外事故发生的玻璃破碎飞溅对人体的二次伤害。其主要功能是安全防爆，一般用于银行等金融机构、珠宝商店橱窗、博物馆、酒店大厅等一些重要场所或展示厅。这种膜同时具有一定的隔热、隔紫外线能力，透明度也较高。,图9 汽车玻璃窗膜典型结构图,建筑玻璃窗膜由于要与不同特点、不同风格的建筑物相匹配，因此它的颜色较汽车膜丰富。（1）耐磨层；（2）金属层；（3）安全基层（PET）；（4）层压复合胶粘剂层；（5）防紫外线层；（6）压敏胶粘剂安装层；（7）透明离型基材,图10 建筑玻璃窗膜结构图,图11 不同安全级别的安全玻璃窗膜结构图,安全膜（1）耐磨层；（2）安全基层（PET）；（3）层
21、压复合胶粘剂；（4）金属层；（5）压敏胶粘剂安装层；（6）透明离型基材,汽车膜、建筑膜、安全膜都是玻璃窗膜，其基材都是PET，结构与应用工艺基本相同，其区别是：（1）胶质不同，汽车膜用的是普通压敏胶（PSA），而建筑膜大多数为高级树脂型压敏胶（CDF），而安全膜用的则是粘贴性更强的专用胶，由于性质不同，汽车膜的使用寿命约为3-5年，而建筑膜正常使用为25年。（2）基本基材都是PET基材，但安全膜生产所取材质品质高，其抗拉强度达到280MPa、剥离强度8N/25mm，可承受近距离炸弹爆炸不被撕破，来复枪在20米距离射击，弹头打在玻璃上不穿透。（3）色系不同，汽车膜颜色为黑色、自然色、绿色等，而建
22、筑膜颜色丰富，适用于各种建筑物和割断装饰。（4）金属含量要求不一样，车膜镉镍钛的含量不能超过5%，建筑膜不能超过2.5%，在此要求下才符合环保生态整体要求，因为驾驶汽车的一般为成年人和健康人，而且人不可能在汽车内长期生活，而建筑居室中包括有孕妇、婴儿和老弱病残之人，稀有金属的辐射对胎儿、婴儿的成长存在一定影响，所以建筑膜的稀有金属含量不能超标，应遵循生态环保严格标准。,23 高性能薄膜成型技术基础,高性能薄膜成型技术基础,洁净环境涂布技术,胶粘剂及涂层材料技术,薄膜制品设计技术,薄膜基材成型技术,洁净环境技术,精密涂布技术,磁控溅射技术,气相沉积技术,基础一:胶粘剂及涂层材料技术,高性能薄膜要
23、用到各种各样的胶粘剂及其涂层材料。电子薄膜和玻璃窗膜用胶粘剂分为涂层胶粘剂、层压复合胶粘剂、安装压敏胶粘剂等。涂层胶粘剂是涂布在光学薄膜表面的高分子材料或混和物，主要作用是赋予薄膜特殊的功能或作为其他材料的载体，主要包括聚丙烯酸酯胶粘剂、聚酯、有机硅材料等。国外在这些方面已经是比较成熟了，而国内有部分研究机构开展了研究工作，提供产品的企业较少。层压复合胶粘剂是将不同功能的薄层如安全基层、隔热层、防紫外线层等贴合在一起时所用的胶粘剂。据美国专利报道，所用胶粘剂大部分为聚氨酯（PU）胶粘剂。它是玻璃窗膜的最重要的组成部分，直接影响玻璃窗膜的性能，尤其是光学性能和使用寿命，是玻璃窗膜制造中的关键技术
24、之一。,安装胶粘剂一般分为干胶胶粘剂和压敏胶粘剂，各有优缺点。干胶胶粘剂安装简单、方便、省时且粘接强度较大，但是耐水性较差；而压敏胶粘剂粘接强度随时间的延长，粘接强度越来越大，且使用寿命较长。目前上海和氏璧有限公司代理的美国氰特化工有限公司（Cytec）GELVA 系列GMS1151压敏胶粘剂可用于汽车玻璃窗膜，制成的汽车膜,其粘结性能可给予用户7年的保障。其他公司的产品未见有报道。胶粘剂也是三层法挠性覆铜板的重要组成部分。它直接影响挠性覆铜板的产品性能和质量。目前用于挠性覆铜板胶粘剂的主要有聚酯类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂、环氧或改性环氧类胶粘剂、聚酰亚胺类胶粘剂、酚醛缩丁醛类胶粘剂等。国外各大
25、生产公司都有自己的胶粘剂技术及配方专利，但很少对外公布。通过开发高性能薄膜材料用胶黏剂及涂层材料技术，能促进国内高性能薄膜的产业化发展。,FPC、3L-FCCL用绝缘基膜材料有聚酯（PET）薄膜、聚酰亚胺（PI）薄膜、氟碳乙烯薄膜、亚酰胺纤维纸等。其中，使用得最广泛的是PET薄膜和PI薄膜。目前，全世界能生产FCCL用PI薄膜的只有三家公司：美国杜邦、日本中渊化学、宇部兴产等。国内PI薄膜材料都要依赖于进口，产品供不应求。光学级PET基材薄膜是电子保护膜、光学薄膜、窗膜等产品的关键原材料，目前高性能薄膜材料所用的光学级PET薄膜基本上依靠进口，产品价格高，高端产品供不应求。其它基材如TAC、P
26、VA等被几家日本厂商垄断，国内只有乐凯胶片有小批量生产能力。国内偏光片年生产规模只有200300万平方米，而且是小规格低端产品。通过开发薄膜基材成型技术，促进国内薄膜基材的产业化，能解决国内高性能薄膜产业化所需关键原材料来源，降低材料成本，提高竞争力。电子类薄膜和窗膜的薄膜基材成型技术主要有：（共）挤出、流延、双向拉伸技术。这里只介绍聚酰亚胺薄膜（PI膜）的合成和成型技术。,基础二:薄膜基材成型技术,电子类薄膜和窗膜的薄膜基材成型技术主要有：（共）挤出、流延、双向拉伸技术。如作为FCCL的绝缘基膜的PI薄膜，主要有流延法和双向拉伸法两类生产工艺方法。而在性能上（尺寸稳定性等）有高要求的FCCL
27、，都采用双向拉伸法生产PI薄膜。聚酰亚胺薄膜可制成各种不同的厚度，目前主要的薄膜厚度系列为：7.5、12.5、25、50、75、100和125m，其最大宽度可达1.5m，但用于制造FCCL的宽度一般为508660mm。,基础三:洁净环境涂布技术,洁净环境涂布技术是高性能薄膜材料制造的关键技术之一。电子类薄膜和玻璃窗膜均采用了洁净环境涂布技术。这主要指(1)精密涂布技术、(2)洁净环境技术、(3)磁控溅射技术和(4)气相沉积技术。,图12 层压复合工艺流程图,涂布技术属于一种加工工艺技术，是因应涂布产品的需求而推动产生进步的。由于平板显示技术的发展，推动了平板显示器用各种高性能薄膜的需求，进而推
28、动了精密涂布技术的发展，国外涂布产品从上世纪90年代起推出了众多的精密涂布产品。精密涂布技术是电子薄膜、窗膜和三层型挠性覆铜板的制造的核心技术。,(1)精密涂布技术,精密涂布技术几个特点：(1)通常需要在一定的洁净度环境中进行，对温度和湿度也有较高要求；(2)通常要求达到较为精确的涂布量和均匀程度；(3)通常要做到对涂层形态的精确控制，达到一定的光学效果。国内涂布机及涂布技术是从上世纪80年代开始进入快速发展期的，尽管涂布技术取得了一些进展，但总体水平还较低，只能满足普通型产品生产的需要。国内对精密涂布研究和应用都比较少，精密涂布设备也主要由日本、台湾的厂家提供。,由于高性能薄膜材料所对应的产
29、业主要是由日本、韩国和台湾等国家和地区发展起来的，各种零部件和材料技术大多数也掌握在这些国家和地区的企业手中。随着诸如京东方、上广电、龙腾光电、台湾奇美等企业在大陆建设液晶面板生产线，平板显示产业逐渐向中国大陆转移，同时国内汽车、建筑市场保持持续快速的发展，国内一些企业纷纷关注这些领域的发展，为降低成本，零部件和材料的国产化逐渐提上议事日程，开展电子类薄膜和窗膜关键技术和材料产业化的研究，必将促进中国高性能薄膜材料产业的快速发展。,玻璃窗膜涂布复合设备的结构示意图,(2)洁净环境技术,精密涂布要求在无尘洁净的环境中进行。如电子类薄膜、FCCL和玻璃窗膜制造过程对生产线和储藏间等地方的环境条件要
30、求均很高，特别是对防尘和恒温恒湿条件的要求。一般对环境条件要求如下：(1)十万级（或光电级）无尘甚至千级洁净度；(2)恒温（一般要求为25）；(3)恒湿（一般要求为55）；(4)空间内气流的清洁过滤和合理设计与设置；(5)配置分量计、温湿度计、粒子计数器等检测仪器；(6)工房地面为自流坪环氧树脂地面；,(3)溅射技术物理气相沉积技术,磁控溅射镀膜法是上世纪70年代末期发展起来的一种先进的工艺方法，它是在专门的真空设备中，在电能作用下，将各种金属或金属合成靶材被带电离子撞击，制成多层致密的低反射高隔热的金属膜层，有序均匀的涂布于基材表面，并复合工艺制成各种各样独特的稳定的色彩、高层次的透过率选择
31、性，保证产品有足够的韧性，防爆、隔热、抗UV99%，保质期长。与传统的真空喷镀工艺相比，磁控溅射工艺具有很多优点，如镀层与基材的附着力更强；可以方便的制取高熔点物质的薄膜；在大面积连续基材上可以制取更为均匀的薄膜；容易控制镀层的成分，可以制取各种不同成分和配比的合金镀膜。,图14 磁控溅射玻璃镀膜工艺原理,图1 5 磁控溅射镀膜工艺,二层法挠性覆铜板制造技术目前主要有涂布法和溅射（化学镀）法/电镀法两个工艺技术路线，可以生产单面和双面挠性覆铜板。目前在亚洲地区二层板制造技术主要采用涂布法，工艺技术比较成熟。技术关键点是PI薄膜材料（特别是热熔性PI薄膜）配方技术，其中包括聚酰亚胺酸材料及其在生
32、产过程中形成PI薄膜材料的技术，以及生产设备技术。溅射（化学镀）法/电镀法目前主要在美国和欧洲地区采用，在亚洲地区采用该方法的企业较少，技术要求和难度较大。该工艺方法制造的覆铜板其铜箔层较薄（9m），可达3m，蚀刻后透明度较高，特别适合在高档FPC技术（如高精度图形和高耐挠曲性FPC）领域中应用。,(4)气相沉积技术,化学气相沉积(chemical vapor deposition,简称(CVD)是近几十年来迅速发展起来的材料表面改性技术,它是利用气相之间的反应,在各种材料或制品表面沉积一层薄膜,赋予材料表面一些特殊的性能。它可以提高材料抵御环境作用的能力,如提高材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀
33、性;它还可以赋予材料某些功能特性,包括光、电、磁、热、声等各种物理和化学性能.此外,化学气相沉积膜厚比较均匀,膜层质量稳定,易于实现批量生产。因此,化学气相沉积制膜技术被广泛应用于机械制造工业、冶金工业、光学工业、半导体工业等领域。分类:主要有金属有机物化学气相沉积,激光化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积,基础四 高性能薄膜制品设计技术,无论是电子类薄膜，还是窗膜都是多层薄膜复合而成的高性能薄膜，均要用到薄膜制品设计技术。目前，电子类薄膜和窗膜制品设计技术主要掌握在美国和日本的大企业手中，韩国和台湾大都是仿制技术。要能自主创新，必须掌握薄膜制品设计技术。,3 高性能薄膜材料发展趋势,高分子
34、薄膜材料由用于包装等领域的普通涂布型薄膜向用于电子、建筑、汽车等的高性能精密涂布型薄膜发展。薄膜材料将由少量的双层、三层向更多层数发展，由单一功能向多功能发展，多种光学薄膜功能可能集成到一张薄膜上。薄膜材料由高成本向低成本方向发展。一方面是原材料和产品大批量生产，技术更加成熟，另一方面市场竞争更加激烈，技术创新促进成本降低。生产工艺更加复杂，由仅包含精密涂布工艺向包括精密涂布、磁控溅射、气相沉积等综合工艺发展。薄膜基材种类更加丰富，性能更高，成本更低。更好的光学效果，光线透过率、辉度等指标继续提高；生产厂家由日本、美国等少数厂家垄断将被打破，台湾、韩国以及中国大陆逐渐掌握核心技术。,4 对我院
35、高性能薄膜材料发展的建议,41 指导思想,市场牵引和专业技术推动相结合。密切跟踪薄膜材料产业的发展，做好薄膜材料的国产化工作；同时以专业技术为推动，以提高顾客价值为导向，积极发掘市场需求，开发适销对路的产品；薄膜材料发展和胶黏剂、薄膜基材、涂布技术等发展相结合 以薄膜材料带动胶黏剂、薄膜基材、涂布技术等的发展，以胶粘剂、薄膜基材、涂布技术等的发展推动薄膜材料的升级；产学研相结合 立足于服务四院高性能薄膜材料产业的发展，积极整合社会研发资源，走开放联合的技术发展之路。,42 发展思路,大力开发高性能薄膜和胶粘剂技术，在电子类薄膜和建筑与汽车玻璃窗膜两大高性能薄膜材料领域中，突破胶粘剂技术、洁净环
36、境涂布技术、薄膜材料技术和薄膜材料设计技术四大技术难关，重点开发电子保护膜、背光模组光学薄膜、挠性覆铜板、窗膜等产品及其用基材，推动四院高性能薄膜材料产业、保护膜与胶粘剂产品更新换代，为四院高性能薄膜材料产业不断稳步向前发展奠定坚实的技术基础。紧跟国内外高性能薄膜技术发展趋势，瞄准电子和平板显示等领域的市场需求，在着力于高性能薄膜材料产品的升级换代的同时，逐步向产业链上游延伸，开发光学级PET、TAC等基材的成型技术，发展新的产业。,43 措施和建议,建立高性能薄膜实验室 高性能薄膜实验室包括胶粘剂及涂层材料实验室（42所已有胶粘剂实验室）、精密涂布实验室、基材薄膜实验室和薄膜性能检测实验室。建立聚酰亚胺（PI）薄膜实验室 聚酰亚胺（PI）薄膜除了具有耐高温等优越性能外，也具有难度大、研制周期厂、耗资大的特点，需要建立专门的聚酰亚胺（PI）薄膜实验室。稳定科技队伍，加强人才培养 要发展民用产业，必须有一支高水平的民品研制队伍，特别是对专业技术领头人的需求更加迫切。因此，必须采取得力和优惠的政策，留住和吸引人才，稳定民品研发队伍。加强民品技术开发，促进科研成果转化 对难度大、研制周期厂、耗资大的项目，可采取“引进、消化、吸收”的方法，与高校和科研院所联合开发的方法，以缩短研发时间，加快科研成果的转化。,
