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[!] 光學PET薄膜 表面粗糙度 與 平整性之挑戰 | Challenges of Surface Roughness and Processability of Optical PET Films

已更新:10月11日

PET(聚對苯二甲酸乙二酯)是一種在多個領域迅速成長的材料,尤其在光學應用的薄膜生產中佔有重要地位,因其出色的 物理特性(低吸濕、平整性高)與 光學特性

(高透光、低霧度),被廣泛應用於觸控面板中的透明導電膜液晶顯示器中的背光模組,例如增亮膜、擴散膜、複合膜、反射膜、導光膜太陽能板中的層壓板等領域。無論光學薄膜在哪種應用,無疑對 透光度 與 平整性(加工性) 都有一定程度要求,除了薄膜本身材質的特性會影響透光度與平整性之外,其 表面粗糙度 也是重要關鍵,與透光度、平整性 有著密切關聯。 (世界材料網 2017)


表面粗糙度 是指表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度,簡單來說是指表面 的凹凸不平程度。(TechNews 2021) 其表面粗糙度的優劣直接影響薄膜的 光學特性,表面粗糙度 越高的表面,光線散射越頻繁,反射率增加,導致透光度降低,進而影響光學設備的性能。 (光學網)



由上述可知,光學薄膜為保有高透光度,需具備較 低的 表面粗糙度。然而低表面粗糙度也並非全然有利,因為 低表面粗糙度 不等於 高平整性(高加工性)。低表面粗糙度時,光學薄膜的表面接觸點會相應減少,這種變化會使光學薄膜的平整性(加工性)下降。 具體來說,可能導致光學薄膜在精密加工上遇上瓶頸,例如:ITO導電膜,全稱為氧化銦錫導電膜,是以光學薄膜為基材,在上方濺鍍氧化銦錫(ITO)層,賦予薄膜良好的導電性與透明性,時常應用於觸控面板、液晶顯示器、電腦螢幕等領域。因ITO為金屬氧化物,其物理特性與光學薄膜有很大差異,乃濺鍍ITO層需克服之問題。目前已知的改善方法為反應離子蝕刻 Reactive Ion Etching (RIE),利用較高能量且活性較強的粒子或離子,撞擊薄膜基材表面,進而改變光學薄膜的表面粗糙度,以優化濺鍍過程。然而,RIE處理仍存在著缺點,隨著粗糙度提升,透光度會呈反比下降,亦是RIE處理最關鍵的問題之一。(黃崇傑 2010)



ITO厚度(鍍2hr)

表面粗糙度(rms值)

附著強度

未經處理

2715 Å

22.3 nm

29.65 Kgf/cm²

經RIE處理

4165 Å

28.8 nm

141.03Kgf/cm²

有、無RIE處理ITO/Acrylic結構的特性 (黃崇傑 2010)



一般光學薄膜要確保有足夠的高透光度 、低表面粗糙度 高加工性,往往是艱難的挑戰。如果想提升加工性,可用電漿處理或替換其他塑膠材料;電漿處理會破壞表面粗糙度,使透光度下降,且加工成本較高;然而替換其他塑膠材料,例如TAC,雖可運用在各種光學用途,但TAC具吸濕性這項缺點,容易在製膜或貼合過程中產生翹曲、起皺、收捲變形等問題,且TAC生產成本較高,因此這些都不是解決根本之方法。(張崇學 20222)


光學PET薄膜具有出色的物理特性和光學特性,廣泛應用於各種領域,但要保持高透光度、低表面粗糙度與高加工性卻是一項具挑戰性的任務。表面粗糙度對薄膜的光學特性至關重要,低表面粗糙度 可確保高透光度,但可能影響加工性。在克服這一難題上,採用方法如電漿處理或替換材料都存在一定的限制和成本考量,因此仍需要尋找更有效的方案。


因此在光學應用中,材料的選擇至關重要。特別是精密加工時,所選的光學PET薄膜必須具備高透光性、低表面粗糙度 和 高加工性 等特點。這些特性確保光學PET薄膜在製程中保持穩定,以確保最終產品的質量和性能。


敝司的 BIO PET: COSMOSHINE BiO™ 可以克服上述問題。

同時擁有高透光、低表面粗糙度 和 高加工性的優勢,這意味能更有效運用在精密加工上,無須擔心因為低表面粗糙度、高加工性,而導致透光度下降。



BioPET (50μ)

Virgin-Petrol PET (50μ)


BioMass base ratio

25~30%

-


Total Luminous Transmittance

90

88

JIS K-7361

Haze

0.8

2.3

JIS K-7136

Tensil elongation (MD)

191%

117%

JIS C-2318

Tensil elongation (TD)

110%

87%

JIS C-2318

具備與石油原料生產的PET薄膜同等的物理性能, 且光學性能比石油原料生產的PET薄膜還要好


COSMOSHINE BiO™  具備許多其他加工優勢;搭配東洋紡的易接著塗層、可用於各式印刷方式;與 Arcylic/ Sillicon 膠具有優良的附著性;​ COSMOSHINE BiO™ 使用25%以上的生物質來源的樹脂製成。有助於減少高於 10%碳排放,易於申請碳足跡/EPEAT 標章,可以有效地用作一般、工業薄膜用途無疑為追求高性能和環境友好的材料的企業提供了一個理想選擇。

如需進一步了解我們的光學解決方案和生物質PET,歡迎隨時聯繫 C&T



References:

1、TechNews,借力三大工具,精準量測樣品表面粗糙度2021-03-09,

2、Money理財網,國內觸控面板產業現況,2009-10-21, https://www.moneydj.com/kmdj/report/reportviewer.aspx?a=769156a9-21bb-485e-933d-c12a9f06ebe9

3、黃崇傑,工研院工業材料研究所,塑膠基板沉積ITO薄膜技術,2010-05-05,

4、光學網,光学薄膜界面粗糙度互相关特性与光散射,

5、張崇學,工研院產科國際所,新材料發展下的LCD補償膜市場趨勢,2022-12-19,

6、世界材料網,光學級PET薄膜市場與技術應用趨勢,2017-02-05, https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=24867

7、Walter Frei如何模拟粗糙表面的光学特性,2017-06-06




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