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)
(Walter Frei 2017)
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 和 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™ 還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。
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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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