光學鍍膜AF膜成分、原理及制備工藝
光學鍍膜AF膜成分、原理及制備工藝
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
在目前主流的工藝方案中，幾乎所有的手機鏡頭鍍膜都會涉及到 AF，本節就 AF 的成分，工作原理及制備工藝進行講述。
1. AF 膜的直觀作用
鍍了 AF 的膜面通常會處于鏡頭的外側，要經受各種考驗：不同習慣動作的人手撫摸，指甲刮擦，油鹽醬醋的腐蝕，日曬風吹雨淋，各種布料口袋的摩擦，鑰匙等硬物的傷害等等。為了保持攝像頭拍照質量始終不受影響，薄膜必須具有一定的硬度要求，必須可以防水防潮，必須可以耐摩擦，必須盡可能防污且易被清潔，而AF膜可以*大程度的提升常規薄膜的這些能力。
由于這些優點，手機外殼鍍膜也會大量用到這種技術，且一直是智能手機產品外觀設計的一大重點。加硬，耐摩擦，防水防潮，防污耐腐蝕，易被清潔，是手機業界一直在研究的技術。
2. AF 膜的成分及工作原理
AF 是 Anti-Fingerprint 的縮寫，字面意思是抗指紋膜，表示的是一種能力，具備抗指紋效果，抗污能力強，且易清潔。在講述原理之前，有必要先介紹下表面能。
決定物體表面防污防水的關鍵因素物體的表面能。直接影響著表面物質的粘附性（易沾臟污指紋的程度），液體與表面的粘濕性和滲透性。物質的表面能可以通過接觸角計算得到。接觸角θ越小，表面能越大，物體表面越濕潤；接觸角θ越大，表面能越小，物體表面越不濕潤，表面“不粘”，從而易于清潔。
下表為常見基底材質的表面能。AF 表面能*小，接觸角度*大，也就是 防污、防水性能*佳。而氧化鈦膜的表面能為 111 *大，水接觸角越小，防污防水效果*差。手機上常用的材料鋁、鋼和玻璃表面能偏大，粘附性較強。
目前已知的低表面能材料有機硅和有機氟材料，其分子集團的表面能從大到小依次為：-CH2->-CH3>-CF2->C-F2H>-CF3 其中，-CF3 基團的表面能小至 6.17mJ/m2，計算得到接觸角為 115.12°， 為目前已知*大分子排斥之接觸角。
業界普遍認為，氟材料是目前**能達到用戶需求且長期使用的產品；短期內還是以氟材料為主，可以暫且將 AF 技術理解為氟技術。下表為某種AF 材料的成分表。
需要補充說明的是，自然界中存在的荷葉自潔效應，其本質是表面有一層超微納米結構層，如下圖所示。雖然都表現為大的水滴接觸角，但其原理與 AF 膜不同。
3. AF 膜類別
目前氟材料在 AF 上面的應用，已接近一個材料的極限了，再做突破難度很大。從大類劃分，低表面能的氟材料主要分為兩大類：可固化樹酯類膜和自我限制表面反應類膜層。下表對這兩種膜層的特性進行了總結。對于手機攝像頭，目前主流工藝是采用自我限制類有機氟化物。
自我限制表面反應類膜層按產品應用通常分為兩大類。一類是硅表面的氟，水滴角大于 115°，動摩擦系數小于 0.03。硅表面的氟材料通常會用在玻璃、陽極氧化、金屬等材質。以現在技術發展來看，常見的固體表面都能做上去。另外一類是塑料表面的氟化物，比如 PC、PMMA、ABS 等。水滴角通常大于 105°。
在全球范圍內，比利時 Solvay 和大金是 AF 技術的**廠家，其他如度恩、PPG、信越、富士康、旭硝子、巴斯夫等也有能力生產。
4. AF 膜檢測標準
對于 AF 膜，目前主要有三種評價測試方法。
a. 接觸角測試：可以很快判定是否具備 AF 效果以及是否失效。
b. 動摩擦測試：水滴角及感官體驗。
c. 耐摩擦測試。
雖有測試方法，但具體實施標準比較混亂。華為，蘋果、三星等各有標準。蘋果認為產品表面的摩擦是剛性的，接觸的都是剛性物品，如鑰匙和紐扣等，因此測試方法傾向于用鋼絲絨。三星講究感官體驗。認為軟的東西如手指和布料等是 AF 表面的重要接觸物，所以傾向于用工業橡皮來測試；并希望做到表面觸感順滑。
5. AF 膜制備工藝
目前*常用的是硅表面氟材料，它由低表面能氟化基團和表面反應基團兩種官能基團所組成。當有機氟化物接觸到物質表面后，表面反應基團將對對應的表面官能基進行化學反應，產生化學鍵結，然后成膜。自我限制有機氟化物的主要反應基團是與沉積玻璃（主要成分是 SiO2）表面的羥基（Si-OH）進行縮合反應，但是手機金屬表面并無 Si-OH，所以若要在金屬或其他材料上使用此類的有機氟化物，必須先在鍍一層 SiO2，再鍍低表面能的有機氟化物，如下圖所示。
市場有多種型號的 AF 藥丸，不同型號的性能有明顯差異，裝藥量也會有明顯區別。實際應用時也要依據*終客戶的判定標準進行慎重選擇。
蒸發 AF 通常有兩種方法，一種是石墨坩堝，一種是蒸發舟。對于石墨坩堝，度恩官方曾給出了石墨坩堝電子束蒸發時的注意事項，詳見下圖所示。
須注意電子束轟擊位置，并控制束流，束流一般在 50mA 左右，過大的束流或位置不對很容易造成 AF 受熱分解，導致鍍膜失效。除此外，還要注意以下事項。
a.AF 藥丸拆開包裝后須立即使用。拆開長久放置藥性會揮發失效；
b. 結合層 SiO2 的厚度以 15-20nm 為宜，建議不能太致密，便于 AF 藥化學鍵結成型；
c. 結合層結束后鍍 AF，建議速率 0.8nm/S。為保證 AF 充分發揮其效果，實際鍍膜中可能需要適當增加膜層厚度，不一定局限于廠家給出的15~20nm 的參考厚度；
d. 成膜后取出鏡片，常溫靜置 120min 以上，讓薄膜充分老化。
6. 總結
補充一下，硬度也是手機薄膜很重要的一個指標。硬度與基板本身材質特
性有很大關系。一般情況下，同樣工藝鍍膜條件下，較硬的基板表面，可以得到硬度更高的測試結果。市場上專用的加硬液，可以涂在基板表面，
進行表面改性，提高硬度，通常稱為 HC 膜。與 AF 配合使用，可以大幅
度提高薄膜的測量硬度。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監控等。卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術！
我們的目標：以高質量的產品，優惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優良的解決方案。
上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力，通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶，努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢，為中國的民族制造業的發展貢獻力量。
