近红外线阻断膜

1、1Presentation Title近红外线阻断膜的制造及应用近红外线阻断膜的制造及应用2Presentation TitleMain近红外线阻断膜的概念及应近红外线阻断膜的概念及应用用吸收型吸收型近红外线阻断近红外线阻断膜膜反射型近红外线阻断膜反射型近红外线阻断膜近红外线阻断近红外线阻断膜的制备技术膜的制备技术3Presentation Title近红外线阻断膜的概念近红外线阻断膜的概念电磁波谱电磁波谱可见光波长可见光波长400 nm700 nm红外线波长红外线波长750nm1000m近红外（近红外（NIR）线是波长大于红色光波长的一定范围的电磁辐射，波）线是波长大于红色光波长的一定范围的

2、电磁辐射，波长范围是长范围是700nm2000nm。中红外线波长。中红外线波长3000nm 5000nm，远红外线波长，远红外线波长8000nm 14000nm近红外线阻断膜是对近红外线有阻断作用的薄膜，是在玻璃或者柔性近红外线阻断膜是对近红外线有阻断作用的薄膜，是在玻璃或者柔性薄膜基材上通过镀膜工艺制备薄膜基材上通过镀膜工艺制备的。的。4Presentation Title近红外线阻断膜近红外线阻断膜的应用的应用窗膜窗膜太太阳辐射按波长分为紫外、可见、红外三个区域阳辐射按波长分为紫外、可见、红外三个区域，其，其能量主要集中在能量主要集中在近红外光区域，占近红外光区域，占97%，在到达地面的太

3、阳能里占，在到达地面的太阳能里占53%。普通玻璃。普通玻璃能透过能透过90%的太阳辐射，在透过可见光的同时，也透过红外线，所的太阳辐射，在透过可见光的同时，也透过红外线，所以成以成为建筑物、汽车耗能的主要原因。为建筑物、汽车耗能的主要原因。窗膜是一种既透光又高隔热的功能性薄膜，贴在玻璃表面用于改善玻窗膜是一种既透光又高隔热的功能性薄膜，贴在玻璃表面用于改善玻璃的性能和强度，使其具有保温、隔热、节能、防紫外线等功能，主璃的性能和强度，使其具有保温、隔热、节能、防紫外线等功能，主要用于汽车玻璃和建筑门窗等。要用于汽车玻璃和建筑门窗等。5Presentation Title近红外线阻断膜的应用近红外

4、线阻断膜的应用PDP滤滤光膜光膜等离子显示器是在两片玻璃之间封入含有氙、氖的混合气等离子显示器是在两片玻璃之间封入含有氙、氖的混合气体，当体，当向电向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电等离子体放电现象现象。等离子体放等离子体放电：电：等等离子体中的气体正离子缺少束缚电子，因而有空的离子体中的气体正离子缺少束缚电子，因而有空的能级，这是一个势井能级，这是一个势井若以无穷远为若以无穷远为0势能点的话，该能级所对应势能点的话，该能级所对应的能量为一个负值。等离子体中的电子基本上是自由电子，且具有一的能量为一个负值。等离子体中的电子基本上是自

5、由电子，且具有一定的动能，电子的能量为正。放电时，电子与正离子相互碰撞，自由定的动能，电子的能量为正。放电时，电子与正离子相互碰撞，自由电子就可能落入正离子的势井中。自由电子本身的正能量减去势井的电子就可能落入正离子的势井中。自由电子本身的正能量减去势井的负能量是一个较大的正能量。电子要把这一能量释放出来，途径之一负能量是一个较大的正能量。电子要把这一能量释放出来，途径之一就是把这些能量变成光子的形式放出来。能量较大的光子一般就是紫就是把这些能量变成光子的形式放出来。能量较大的光子一般就是紫外线的光子外线的光子。6Presentation Title近红外线阻断膜的应用近红外线阻断膜的应用PD

6、P滤滤光膜光膜气气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出发出可见可见光。光。PDP工作时还会产生波长工作时还会产生波长820nm1100nm区域的近红外线，区域的近红外线，该红外线与红外遥控装置波长区域重叠，因而需要阻断该红外线。该红外线与红外遥控装置波长区域重叠，因而需要阻断该红外线。PDP电视通过在其前面加装滤光片达到阻断电视通过在其前面加装滤光片达到阻断 近红外线的目的，近红外线的目的，PDP滤光膜的技术指标主滤光膜的技术指标主 要包括如下几个方面：可见光透要包括如下几个方面：可见光透过率、近过率、近红红 外线外线阻断阻断

7、率、物理性能。率、物理性能。7Presentation Title近红外线阻断膜的应用近红外线阻断膜的应用PDP滤滤光膜光膜PDP滤光膜在可见光区域的透过率越高，电视能耗越低。目前市场滤光膜在可见光区域的透过率越高，电视能耗越低。目前市场上上的的PDP滤光膜在可见光区域的透过率介于滤光膜在可见光区域的透过率介于40%60%；PDP滤光滤光膜在近红外区域的透过率应很低，一般要求膜在近红外区域的透过率应很低，一般要求850nm透过率小于透过率小于15%，950nm小于小于5%；为了保证；为了保证PDP电视长期使用的可靠性，电视长期使用的可靠性，PDP滤光滤光膜必须具有优异的耐光性。膜必须具有优异的

8、耐光性。8Presentation Title近近红外线阻断红外线阻断膜的分类膜的分类根据对近红外线阻断的作用原理，近红外线阻断膜主要有吸收型根据对近红外线阻断的作用原理，近红外线阻断膜主要有吸收型和和反反射射型两类。型两类。近近红外线红外线阻断膜阻断膜近红外吸收剂近红外吸收剂树脂基体树脂基体助剂助剂有机类有机类无机类无机类吸收型吸收型反射型反射型9Presentation Title吸收型近红外线阻断膜吸收型近红外线阻断膜吸收型近红外线阻断膜组成：近红外吸收剂、树脂基体、助剂。其中吸收型近红外线阻断膜组成：近红外吸收剂、树脂基体、助剂。其中起近红外线阻断功能的关键材料是近红外吸收剂；树脂基体

9、主要成为起近红外线阻断功能的关键材料是近红外吸收剂；树脂基体主要成为成膜物质，起粘接其他组分形成膜层的功能，不具有吸收近红外线的成膜物质，起粘接其他组分形成膜层的功能，不具有吸收近红外线的功能，但是对膜层的物理机械性能起决定性作用。功能，但是对膜层的物理机械性能起决定性作用。10Presentation Title吸收型近红外线阻断吸收型近红外线阻断膜膜-有机类有机类近红外吸收染料是近年来染料化学领域中研究较多的功能染料之一，近红外吸收染料是近年来染料化学领域中研究较多的功能染料之一，其应用非常广泛，可用作光储存、激光防护、其应用非常广泛，可用作光储存、激光防护、显示显示器滤光膜的制造等器滤光

10、膜的制造等。有有机类吸收染料有：菁染料、酞菁染料、硫代双烯染料、芳甲烷类染机类吸收染料有：菁染料、酞菁染料、硫代双烯染料、芳甲烷类染料、醌型染料等。料、醌型染料等。菁菁染料：使用最多，具有高染料：使用最多，具有高摩尔消光系数摩尔消光系数（指指浓度浓度为为1摩尔摩尔/升时的升时的吸光系吸光系数数，其大小反映吸光物质对光的吸收其大小反映吸光物质对光的吸收能力能力），吸收波长可调范），吸收波长可调范围大。菁染料分子含有围大。菁染料分子含有链共轭链共轭（由于形成共轭由于形成共轭键而引起的分子性质键而引起的分子性质的改变叫做共轭效应的改变叫做共轭效应）结构，通过调节共轭链的长度或结构可改变菁）结构，通过

11、调节共轭链的长度或结构可改变菁染料的光谱性能。染料的光谱性能。11Presentation Title吸收型近红外线阻断膜吸收型近红外线阻断膜-无无机机类类除了有机类染料外，一些金属微粒、无机化合物及金属离子在近红外除了有机类染料外，一些金属微粒、无机化合物及金属离子在近红外区域也产生一定的吸收。无机近红外线的吸收能力稍差，但是耐光性区域也产生一定的吸收。无机近红外线的吸收能力稍差，但是耐光性非常优异。非常优异。金属微粒金属微粒Ni、W、Mo等在近红外区域具有极高的光吸收系数，金属等在近红外区域具有极高的光吸收系数，金属微粒被光照射时，金属会产生等离子体微粒被光照射时，金属会产生等离子体共振吸

12、收共振吸收（吸收光和发射光的吸收光和发射光的基本单元是谐振基本单元是谐振子子，每每种谐振子都有它的固有频率当外来电磁波的种谐振子都有它的固有频率当外来电磁波的频率和谐振子的固有频率相同时谐振子会对外来的辐射产生很强的频率和谐振子的固有频率相同时谐振子会对外来的辐射产生很强的吸收这种吸收称为共振吸收吸收这种吸收称为共振吸收）的现象。该吸收现象根据金属的种类、）的现象。该吸收现象根据金属的种类、 形状不同而吸收波长不同。比如：球状的金微粒分散在水中，在形状不同而吸收波长不同。比如：球状的金微粒分散在水中，在530nm附近有吸收区域；棒状的长附近有吸收区域；棒状的长50mm、直径、直径10mm的金对

13、的金对850nm的光具有优异的吸收能力。的光具有优异的吸收能力。12Presentation Title吸收型近红外线阻断膜吸收型近红外线阻断膜-无机无机类类半导体纳米粒子半导体纳米粒子，由于，由于粒子半径小，在可见光区具有较好的透过率粒子半径小，在可见光区具有较好的透过率。一些金属离子在配位电子的作用下，在近红外区也可以产生强烈的一些金属离子在配位电子的作用下，在近红外区也可以产生强烈的吸收，如钨、锡、铜的金属吸收，如钨、锡、铜的金属络络合合物物（含有络离子的化合物含有络离子的化合物）。）。复合复合钨氧化物微粒的透过光谱曲线钨氧化物微粒的透过光谱曲线13Presentation Title反

14、射型反射型近红外线阻断膜近红外线阻断膜反射型近红外线阻断反射型近红外线阻断膜有半膜有半导体薄膜、金属膜、金属导体薄膜、金属膜、金属-介质膜、全介介质膜、全介质多层质多层膜。膜。半导体半导体薄膜：主要特性是可见光高透过、红外光高反射，目前研究最薄膜：主要特性是可见光高透过、红外光高反射，目前研究最成熟的是成熟的是ITO薄膜。在近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产薄膜。在近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射，所以生反射，所以ITO薄膜在近红外区的光透过率很低，反射率很高，但薄膜在近红外区的光透过率很低，反射率很高，但是在可见光区的透过率非常好。是在可见光区的透过率非常好。ITO薄膜的

15、光谱曲线薄膜的光谱曲线14Presentation Title反射型反射型近红外线阻断膜近红外线阻断膜金属膜金属膜：常用金属有铝、金、银、铜等，金属薄膜的优点是可以在非：常用金属有铝、金、银、铜等，金属薄膜的优点是可以在非常低的衬底温度下沉积。金属膜为了保证可见光的透过率，厚度必须常低的衬底温度下沉积。金属膜为了保证可见光的透过率，厚度必须很薄，一般不大于很薄，一般不大于20nm。波长波长/um反射率反射率/%铝银金铜铑0.590.497.747.760.077.41.093.298.998.298.585.03.097.398.998.398.692.55.097.798.998.398.7

16、94.58.098.098.998.498.795.210.098.198.998.498.896.015Presentation Title反射型反射型近红外线阻断膜近红外线阻断膜金属金属-介质膜：金属极易氧化、质软、不耐磨、与基体附着力差，因介质膜：金属极易氧化、质软、不耐磨、与基体附着力差，因此在金属层的两侧加介质膜，金属介质膜大大改善了金属膜存在的附此在金属层的两侧加介质膜，金属介质膜大大改善了金属膜存在的附着力和稳定性差的问题。着力和稳定性差的问题。全介质多层膜：利用光的干涉原理设计的，由较高折射率和较低折射全介质多层膜：利用光的干涉原理设计的，由较高折射率和较低折射率的两种材料交替

17、叠加而成。通过严格控制每层膜的折射率和厚度，率的两种材料交替叠加而成。通过严格控制每层膜的折射率和厚度，全介质多层膜对特定波长处的光通过干涉增加或减少反射能力。全介质多层膜对特定波长处的光通过干涉增加或减少反射能力。16Presentation Title近近红外线阻断红外线阻断膜制备技术膜制备技术近近红外线阻断膜制备技术有涂布技术、真空蒸红外线阻断膜制备技术有涂布技术、真空蒸镀、磁镀、磁控溅控溅射、离射、离子束子束溅溅射等方法。射等方法。涂涂布技术布技术：组成涂布液的所有成分经混合、溶解、分散等工艺，获得：组成涂布液的所有成分经混合、溶解、分散等工艺，获得尽量小的分散颗粒尺寸尽量小的分散颗粒

18、尺寸 再用一种或多种涂布方法将涂布液涂布再用一种或多种涂布方法将涂布液涂布在基材或片幅上在基材或片幅上 然后加热蒸发溶剂，或用紫外线将图层固化，然后加热蒸发溶剂，或用紫外线将图层固化，生产出最终所需要的薄膜。生产出最终所需要的薄膜。涂布方法：成功的制造涂布产品的关键之一是选择合适的涂布方法，涂布方法：成功的制造涂布产品的关键之一是选择合适的涂布方法，大约有大约有20多种涂布方法，如浸涂、刮刀涂布、凹版涂布、挤压涂布、多种涂布方法，如浸涂、刮刀涂布、凹版涂布、挤压涂布、坡流涂布、落帘涂布等。坡流涂布、落帘涂布等。17Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术

19、浸涂浸涂刮刀涂布刮刀涂布一面或两面都可涂一面或两面都可涂布布涂液黏度及密度涂液黏度及密度/涂布速度涂布速度/与滚轮与滚轮的夹角决定了涂层的湿度膜厚的夹角决定了涂层的湿度膜厚可另添加挤压轮来移除多余的涂液可另添加挤压轮来移除多余的涂液刮刀下方可削尖刮刀下方可削尖基材用滚轮做支撑基材用滚轮做支撑优点是涂布充满表面，可得到平优点是涂布充满表面，可得到平滑的涂层滑的涂层18Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术凹版涂布凹版涂布挤挤压涂布压涂布凹槽凹槽的设计的设计/凹槽容纳的涂液，以及涂液的转移比例决定凹槽容纳的涂液，以及涂液的转移比例决定了涂层的厚度了涂层的厚

20、度适用的涂液黏度需大于适用的涂液黏度需大于5000cps，且表面要尽可能低，且表面要尽可能低涂涂液要能自行流平，否则在涂层上会出现凹陷纹路液要能自行流平，否则在涂层上会出现凹陷纹路高精度高精度2%，适合低膜厚及长时间运转使用，适合低膜厚及长时间运转使用适用于高黏度涂液适用于高黏度涂液涂层厚度并非由黏度决定，由间距决定涂层厚度并非由黏度决定，由间距决定高精度涂布高精度涂布2%5%涂布头与基材的平行度，以及涂液与涂布头的温差决定涂布头与基材的平行度，以及涂液与涂布头的温差决定了涂层的均匀性了涂层的均匀性19Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术坡流涂布坡流

21、涂布多层涂多层涂布布决决定涂层厚度的三个主要因素：定涂层厚度的三个主要因素：供料速度供料速度/涂布速度涂布速度/涂布幅宽涂布幅宽在已知的涂布方法中，没有一种可以用于所有目的的涂布。选在已知的涂布方法中，没有一种可以用于所有目的的涂布。选择涂布方式时，择涂布方式时，应该考虑多方因素：涂布层数、湿膜厚、黏度、涂布精度、涂布速度、地区应该考虑多方因素：涂布层数、湿膜厚、黏度、涂布精度、涂布速度、地区性因素等。性因素等。20Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术涂布方法的适用范围涂布方法的适用范围项目项目涂布方法涂布方法黏度黏度/Pa.s湿膜厚度湿膜厚度/UM

22、涂布精涂布精度度%最大涂布速最大涂布速率率/（m/min）基材粗糙基材粗糙度影响度影响单层涂布棒涂涂布0.02155010250大逆转辊涂布0顺转辊涂布0.021102008150气刀涂布0.0050.52405500大刮刀涂布0.15025100010150大凹版涂布0.00151252700条缝涂布0.00520152502400小挤压涂布505000157502700多层涂布坡流涂布0.0050.5152502300小落帘涂布0.0050.525002300小21Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术真空真空蒸蒸镀镀：在

23、一定的真空条件下加热被蒸镀材料，使其熔化在一定的真空条件下加热被蒸镀材料，使其熔化(或升华或升华)并形成原子、分子或原子团组成的蒸气，凝结在基底表面成并形成原子、分子或原子团组成的蒸气，凝结在基底表面成膜膜。真空真空度越高表示真空室内的气体越少，金属分子和气体分子的碰撞越度越高表示真空室内的气体越少，金属分子和气体分子的碰撞越少，越容易镀到工件少，越容易镀到工件上，而且上，而且也越纯净也越纯净。可用的金属蒸发源包括电阻加热、感应蒸发、电子束枪，以及真空电可用的金属蒸发源包括电阻加热、感应蒸发、电子束枪，以及真空电弧。电阻加热的钨丝是最常用的方式。钨丝放置于要求位置，获得均弧。电阻加热的钨丝是最

24、常用的方式。钨丝放置于要求位置，获得均匀的匀的覆盖覆盖，蒸，蒸发金发金属可属可放置在加热艇或坩锅放置在加热艇或坩锅内内。真空蒸真空蒸镀对镀对被镀基材的被镀基材的要求要求：耐耐热性热性好好；从从薄膜基材上产生的挥发性薄膜基材上产生的挥发性物质要少物质要少；基；基材应具有一定的强度和表面平滑材应具有一定的强度和表面平滑度度；对对蒸镀层的粘接性蒸镀层的粘接性良好；对于良好；对于PP、PE等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提高等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提高与镀层的粘接性。与镀层的粘接性。22Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术磁磁控溅射控溅射

25、原理原理：将基材送入设有磁控阴极和溅射气体（氩气）的真空：将基材送入设有磁控阴极和溅射气体（氩气）的真空室内，阴极加负电压，室内，阴极加负电压，电子电子在电场的在电场的作用下加速飞向基片的过程中与作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发氩原子发生碰撞，电离出大量的生碰撞，电离出大量的氩离子和氩离子和电子，电子飞向基片。电子，电子飞向基片。氩离氩离子在电场的子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，材原子，呈中性的呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。膜。23Presentation Title近红外线阻断膜制备技近红外线阻断膜制备技术术磁控溅射技术的磁控溅射技术的缺点：缺点： 沉积速度较低沉积速度较低；溅射所需的工作气压较高溅射所需的工作气压较高，如果气压低如果气压低电子的平均自由程太长电子的平均自由程太长，放电不容易维持。，放电不容易维持。这两点这两点会使会使气气体分子对薄膜产生污染的可能性体分子对薄膜产生污染的可能性提提高高。磁控溅射技术的磁控溅射技术的优优点：牢靠，溅射薄膜与基板有着极好的附着力，机点：牢靠，溅射薄膜与基板有着极好的附着力，机