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  製品介紹 反射防止
 

Anti-Reflective Resin
  Anti-Reflection Films
  Electro-Static Dissipative film 
  Abrasion Resistant Coatings
  IR Blocking Coatings
  Anti-static Coating Materials
  Brightness enhancement film
  water repulsive Coatings
  anti-soil Coatings
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   

   

 
 

 

 


光的反射
(reflection)。光射到任何表面的时候都会发生反射,并且符合反射定律: 入射角等于反射角。在曝光的时候,光刻胶往往会在硅片表面或者金属层发生反射,使不希望被曝光的光刻胶被曝光,从而造成图形复制的偏差。常常需要用抗反射 涂层(ARC,Anti-Reflective Coating)来改善因反射造成的缺陷。

光的折射
(refraction)。光通过一种透明介质进入到另一种透明介质的时候,发生方 向的改变。主要是因为在两种介质中光的传播速度不同(λ=v/f)。直观来说是两种介质中光的入射角发生改变。所以我们在90nm工艺中利用高折射率的水 为介质(空气的折射率为1.0,而水的折射率为1.47),采用浸入式光刻技术,从而提高了分辨率。而且这种技术有可能将被沿用至45nm工艺节点。


抗反射涂层
(ARC,Anti-Reflective Coating)
光刻胶照射到光刻胶上时,使光刻胶曝光。同时,在光刻胶层的上下表面会产生反射而产生切口效应和驻波效应。
a、底部抗反射涂层(BARC,Bottom Anti-Reflective Coating)。将抗反射涂层涂覆在光刻胶的底部来减少底部光的反射。有两种涂层材料:有机抗反射涂层(Organic),在硅片表面旋涂,依靠有机层 直接接收掉入射光线;无机抗反射涂层(Inorganic),在硅片表面利用等离子增强化学气相沉积(PECVD,Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition)形成。一般材料:TiNSiN。通过特定波长相位相消起作用,最重要参数有:材料折射率、薄膜厚度。
b、顶部抗反射涂层(TARC,Top Anti-Reflective Coating)。不会吸收光,通过光线之间相位相消来消除反射。为一层透明的薄膜。


抗反射膜和抗磨損膜的關係

鏡片表面的抗反射膜層是一種非常薄的無機金屬氧化物材料(厚度低於1微米),硬且脆。當鍍于玻璃鏡片上時,由於片基比較硬,砂礫在其上面劃過,膜層相對不容易產生劃痕;但是減反射膜鍍於有機鏡片上時,由於片基較軟,砂礫在膜層上劃過,膜層很容易產生劃痕。因此有機鏡片在鍍抗反射膜前必須要鍍抗磨損膜,而且兩種膜層的硬度必須相匹配

為什麼需要反射膜?

鏡面反射
光線通過鏡片的前後表面時,不但會產生折射,還會產生反射。這種在鏡片前表面產生的反射光會使別人看戴鏡者眼睛時,看到的卻是鏡片表面一片白光。拍照時,這種反光還會嚴重影響戴鏡者的美觀。

鬼影
眼鏡光學理論認為眼鏡片屈光力會使所視物體在戴鏡者的遠點形成一個清晰的像,也可以解釋為所視物的光線通過鏡片發生偏折並聚集於視網膜上,形成像點。但是由於屈光鏡片的前後表面的曲率不同,並且存在一定量的反射光,它們之間會產生內反射光。內反射光會在遠點球面附近產生虛像,也就是在視網膜的像點附近產生虛像點。這些虛像點會影響視物的清晰度和舒適性。

眩光
象所有光學系統一樣,眼睛並不完美,在視網膜上所成的像不是一個點,而是一個模糊圈。因此,二個相鄰點的感覺是由二個並列的或多或少重疊的模糊圈產生的。只要二點之間的距離足夠大,在視網膜上的成像就會產生二點的感覺,但是如果二點太接近,那麼二個模糊圈會趨向與重合,被誤認為是一個點。

對比度可以用來反映這種現象,表達視力的清晰度。對比值必須大於某一確定值(察覺閾,相當於12才能夠確保眼睛辨別二個鄰近點。

對比度的計算公式為:D=(a-b)/(a+b)

其中C為對比度,二個相鄰物點在視網膜上所成像的感覺最高值為a,相鄰部份的最低值為b。如果對比度C值越高,說明視覺系統對該二點的解析度越高,感覺越清晰;如果二個物點非常接近,它們的相鄰部分的最低值比較接近於最高值,則C值低,說明視覺系統對該二點感到不清晰,或不能清晰分辨。

讓我們來模擬這樣一個場景產:夜晚,一位戴眼鏡的駕車者清晰地看見對面遠處有二輛自行車正沖著他的車騎過來。此時,尾隨其後的汽車的前燈在駕車者鏡片後表面上產生反射:該反射光在視網膜上形成的像增加了二個被觀察點的強度(自行車車燈)。所以,a段和b段的長度增加,即然分母(a+b)增加,而分子a-b)保持不變,於是就引起了C值的減少。對比減小的結果會令駕駛員最初產生的存在二個騎車人的感覺重合成為單一的像,就好比區分它們的角度被突然減小!

透光率
反射光占入射光的百分比取決於鏡片材料的折射率,可通過反射量的公式進行計算。
反射量公式:
R=(n-1)平方/(n+1)平方
R:鏡片的單面反射量  
n鏡片材料的折射率
例如普通樹脂材料的折射率為
1.50,反射光R=(1.501平方/1.501平方0.044%

鏡片有兩個表面,如果R1為鏡片前表面的量,R2為鏡片後表面的反射量,則鏡片的總反射量RR1R2(計算R2的反射量時,入射光為100%R1。鏡片的透光量T100%-R1-R2

由此可見,高折射率的鏡片如果沒有減反射膜,反射光會對戴鏡者帶來的不適感比較強烈。

原理
減反射膜是以光的波動性和干涉現象為基礎的。二個振幅相同,波長相同的光波疊加,那麼光波的振幅增強;如果二個光波原由相同,波程相差,如果這二個光波疊加,那麼互相抵消了。減反射膜就是利用了這個原理,在鏡片的表面鍍上減反射膜,使得膜層前後表面產生的反射光互相干擾,從而抵消了反射光,達到減反射的效果。

振幅條件
膜層材料的折射率必須等於鏡片片基材料折射率的平方根。

位相條件
膜層厚度應為基準光的
1/4波長。d=λ/4 λ=555nm時,d=555/4=139nm 
對於減反射膜層,許多眼鏡片生產商採用人眼敏感度較高的光波(波長為555nm)。當鍍膜的厚度過薄(〈139nm),反射光會顯出淺棕黃色,如果呈藍色則表示鍍膜的厚度過厚139nm

鍍膜反射膜層的目的是要減少光線的反射,但並不可能做到沒有反射光線。鏡片的表面也總會有殘留的顏色,但殘留顏色哪種是最好的,其實並沒有標準,目前主要是以個人對顏色的喜好為主,較多為綠色色系。

我們也會發現殘留顏色在鏡片凸面與凹面的曲率不同也使鍍膜的速度不同,因此在鏡片中央部分呈綠色,而在邊緣部分則為淡紫紅色或其他顏色。

鍍減反射膜技術
有機鏡片鍍膜的難度要比玻璃鏡片高。玻璃材料能夠承受
300 °C以上的高溫,而有機鏡片在超過100 °C時便會發黃,隨後很快分解。

可以用於玻璃鏡片的減反射膜材料通常採用氟化鎂MgF2,但由於氟化鎂的鍍膜工藝必須在高於200°C的環境下進行,否則不能附著於鏡片的表面,所以有機鏡片並不採用它。

20世紀90年代以後,隨著真空鍍膜技術的發展,利用離子束轟擊技術,使得膜層與鏡片的結合,膜層間的結合得到了改良。而且提煉出的象氧化鈦,氧化鋯等高純度金屬氧化物材料可以通過蒸發工藝鍍於樹脂鏡片的表面,達到良好的減反射效果。

鍍膜前的準備
鏡片在接受鍍膜前必須進行預清洗,這種清洗要求很高,達到分子級。在清洗槽中分別放置各種清洗液,並採用超聲波加強清洗效果,當鏡片清洗完後,放進真空艙內,在此過程中要特別注意避免空氣中的灰塵和垃圾再黏附在鏡片表面。最後的清洗是在真空艙內,在此過程中要特別注意避免空氣中的灰塵和垃圾再黏附在鏡片表面。最後的清洗是在真空艙內鍍前進行的,放置在真空艙內的離子槍將轟擊鏡片的表面(例如用氬離子),完成此道清洗工序後即進行減反射膜的鍍膜。

真空鍍膜
真空蒸發工藝能夠保證將純質的鍍膜材料鍍於鏡片的表面,同時在蒸發過程中,對鍍膜材料的化學成分能嚴密控制。真空蒸發工藝能夠對於膜層的厚度精確控制,精度達到。

膜層牢固性
對眼鏡片而言,膜層的牢固性是至關重要的,是鏡片重要的質量指標。鏡片的質量指標包括鏡片抗磨損、抗文化館、抗溫差等。因此現在有了許多針對性的物理化學測試方法,在模擬戴鏡者的使用條件下,對鍍膜鏡片進行膜層牢度質量的測試。這些測試方法包括:鹽水試驗、蒸汽試驗、去離子水試驗、鋼絲絨磨擦試驗、溶解試驗、黏著試驗、溫差試驗和潮濕度試驗等等。

抗汙膜(頂膜)

原理
鏡片表面鍍有多層減反射膜後,鏡片特別容易產生污漬,而污漬會破壞減反射膜的減反射效果。在顯微鏡下,我們可以發現減反射膜層呈孔狀結構,所以油污特別容易浸潤至減反射膜層。解決的方法是在減反射膜層上再鍍一層具有抗油污和抗水性能的頂膜,而且這層膜必須非常薄,以使其不會改變減反射膜的光學性能。

工藝
抗汙膜的材料以氟化物為主,有二種加工方法,一種是浸泡法,一種是真空鍍膜,而最常見的方法是真空鍍膜。而最常用的方法是真空鍍膜。當減反射膜層完成後,可使用蒸發工藝將氟化物鍍於反射膜上。抗汙膜可將多孔的減反射膜層覆蓋起來,並且能夠將水和油與鏡片的接觸面積減少,使油和水滴不易粘附於鏡片表面,因此也稱為防水膜。

對於有機鏡片而言,理想的表面系統處理應該是包括抗磨損膜、多層減反射膜和頂膜抗汙膜的複合膜。通常抗磨損膜鍍層最厚,約為35mm,多層減反射膜的厚度約為0.3um,頂層抗汙臘鍍最薄,約為0.0050.01mm

以法國依視路公司的鑽晶crizal),複合膜為例,在鏡片的片基上首先鍍上具有有機矽的耐磨損膜;然後採用IPC的技術,用離子轟擊進行鍍減反射膜前的預清洗;清洗後採用高硬度的二氧化鋯ZrO2)等材料進行多層減反射膜層的真空鍍制;最後再鍍上具有110的接觸角度的頂膜。鑽晶複合膜技術的研製成功表明了有機鏡片的表面處理技術達到了一個新的高度。


日本大阪水泥曾經推出了一系列的
PMMA抗反射保護板. 但是要價太高, 業者普遍觀望.


韓國業者在
PMMA Hard coating一直很積極, 但是品質一直沒有很穩定.過去, 台灣和中國的業者都試圖用傳統的鏡片浸塗方式做大塊PMMA 板材的塗佈. 但沒有人成功. 主要的原因是: 無法控制塗膜的厚度一致以及等級100的無塵環境.為此, 旋寶好科技與法國ASM 合作推出一系列為客戶量身訂做的浸塗(Dip Coating) 淋塗(FlowCoating) (Spray Coating) 噴塗的設備.


塗料被覆的機能性膜,可
防止電漿顯示器面板的反射,及當做防止遙控器誤動作、遮斷近紅外線之用


抗反射
板材方面的應用對象為個人電腦、汽車導航系統的液晶顯示器用反射防止板。板材為丙烯,浸漬在特殊溶液中,表面形成反射防止膜,成本比傳統製法低,而且可望製作更大尺寸。


液晶面板表面可安裝厚度
3mm的硬化玻璃保護膜。因用戶不能直接接觸液晶面板﹐從而可以防止筆尖以及手指等損壞液晶面板。在保護膜的表面進行了“AR涂層處理”﹐具有防止反射外部光線和減少刺眼的效果。


針對下一波主流顯示器的應用,如大尺寸TFT LCDLCD TV手機及PDA等產品,開發符合防止反射、廣視野角及色補正等用途的技術或材料,以因應市場需求,則是維持長期競爭力及優勢的方法。


 

 

   

 

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