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功能性材料在显示屏的应用

高分子薄膜（如PET、PC、PMMA、PVC、TAC等）具有优秀的光学性能和物理机械性能，通过实施附加的功能涂层如表面硬化涂层或一些特殊的功能涂层，使得这些高分子薄膜材料的功能性得到完善，应用价值上升。

薄膜表面功能化涂层的实施目的有3个，一是赋予薄膜新的功能；二是对薄膜进行保护提升耐用率；三是对薄膜起到装饰作用。总之，通过在薄膜表面实施功能涂层可以使薄膜的品质得到提升，应用范围得到扩展。

本文先容应用于显示屏的功能性材料：

• 表层：防反射、防指纹

• ITO

• 导电胶膜

• 镜片层

• 扩散膜

• 装饰

• 其他功能性涂层：柔软触感、抗污渍...

以下分别先容各种功能性材料：

一、防反射(Anti-reflection, AR)

在室外使用手机，屏幕因为反射阳光而可见度变低，所以，防反射膜被广泛应用于显示屏。

• 反射率低，降低反射光的性能优秀

• 应用于不同材料

• 可以和自修复(self-healing)涂料一起使用。下图为防反射涂料(anti-reflection coating)和自修复涂料(self-healing coating)的反射率
  

• 自愈合(自修复)涂层干膜厚度为20um，应用于PET薄膜;

• 低折射率/防反射涂层干膜厚度为0.1um，应用于PET薄膜;

防反射涂层在自愈合(自修复)涂层之上

二、防指纹(Anti-fingerprint, AFP)

采用防指纹涂层后，表面的指纹不明显，且可以轻松擦拭。见以下录相，左侧为涂布了防指纹涂层的产品，右侧是常规产品（未涂防指纹涂层）

三、ITO薄膜

1、IM层

为了消除或减少镀膜痕迹，采用IM(Index Matching)层。通过结合高折射率涂层材料和低折射率涂层材料，IM层可以赋予抗反射的功能。

如果没有IM层，ITO布线蚀刻图案可见，见以下图片对比。

没有IM层，ITO镀膜痕迹可见：

加入IM层，ITO镀膜痕迹不可见：

2、耐刮擦硬化涂层（Anti-blocking hard coating, ABHC material）

硬化涂层可应用于薄膜的一面或两面，也可防止在卷绕过程中膜的粘接。

一般，将不同功能性的颗粒涂层引入薄膜是众所周知的办法。在这种情况下，相对较大的颗粒使用在薄膜表面，形成不均匀和光的散射，也因此降低了透明度。硬化涂层中没有颗粒，便不会影响透明度。见下图，硬化涂层中有颗粒，透明度低。

下图为硬化涂层中无颗粒，透明度高

此外，耐刮擦性能使得加工过程中卷取更容易

四、扩散膜（Optical Diffusion Sheet）

扩散膜的作用是将导光板的光线扩散，使线光源或点光源分布成均匀的面光源，此外还可有效提高亮度。

可以和自修复(self-healing)涂料一起使用，且具有：

• 永久抗静电

• 和其他薄膜接触时不会刮擦

• 切割时无毛刺。见下图，左侧为标准品，右侧为使用了自修复涂层
  

五、装饰膜

装饰膜用于模内装饰工艺(in-mold molding, insert molding),薄膜通过凹印或丝印。除了装饰性，通常具有耐刮擦、抗污渍、触感纹理等性能。复杂外观，高拉伸角度也可适用。

In-Mold Decoration是将装饰膜放于模具，与树脂同时注塑，形成产品的一项生产工艺。其中具体分为：

IMD的分类：

• IMR－Insert Molding by Roller-Film，日本送膜装置专用卷装film，将图案与塑料结合的转印方式。

• IML－Insert Molding by Label，将标签置入模内与塑料结合射出。

• INS－Insert Thermoforming-film to Molding，将印好的film裁切后直接射出，或加热成3D型， 嵌入模穴中与塑料结合射出。

• IMF－Insert Molding by Sliced-film，与INS一样，称呼未统一。

• AIM－德国Degussa集团之Rohm企业生产PMMA材料应用于IMD技术。
  

样品示例：

下图为IMR的装饰膜结构

IMR的工艺制程

下图为Insert Moulding(INS)装饰膜结构

Insert Moulding(INS)工艺过程

In-Mold Film装饰薄膜的涂层材料

薄膜的性能

六、其他功能性涂层

应用于手机、笔记本电脑等塑料外壳的薄膜，除了设计的图案，其耐刮擦/划伤、抗污渍、纹理触感等特性使其受到关注。对于复杂形状的外观，使用喷雾涂层仍是主流，用这种方式，装饰膜设计的触感纹理等特性可能无法达到。

1、抗污渍（Stain resistant）

没有渗透到内部的涂层

抗污渍性能如下图

薄膜的功能化使其应用克服了只具有单一的使用功能，使得薄膜具有了更好的保护功能、装饰功能以及完善的应用功能，大大地提高了薄膜材料的质量和应用范围。功能涂层的研究发展将会赋予薄膜更加完善的功能性。

功能薄膜属于技术密集性产业，技术壁垒高，其难点主要在于原料、配方与工艺、设备。

1、薄膜基材成型：共挤、流延、双向拉伸

2、高分子材料合成配比：胶粘剂、涂层

3、薄膜设计：光学、结构

4、精密涂布：干式、湿式