【关西高功能薄膜展】有机EL的光提取膜、超伸缩膜、高耐热膜、无拉伸膜应有尽有

2016-10-240阅读0

  1.前言

  第四届关西高功能薄膜展于2016年10月5日~7日在大阪市的大阪国际展览中心(Intex Osaka)举行。据介绍,今年共有来自日本国内外的270家企业参展,数量达到了上届的1.5倍。展会现场聚集了成型装置、涂装设备、二次加工机、功能材料等与高性能薄膜相关的装置、产品和技术。本文主要介绍生产和销售防水防潮加工纸的五洋纸工的产品与技术。

  2.五洋纸工的技术

  五洋纸工创立于1950年。主要从事物流配送体系中不可缺少的防水防潮加工纸的生产和销售。该公司善于抓住时代需求,一直在“OnlyOne精神”的指导下,致力于先进技术的开发和充满自主性的产品进化。在此过程中,获得了使多样性高性能树脂、金属及其他功能材料实现积层化和复合化的自主技术。正如棱镜膜所代表的那样,该公司实现了超越传统加工纸界限的新产品开发,并同时将产品推广到了工业、多种生活用途和市场中。

  而且,五洋纸工还瞄准21世纪的社会性问题,除了产品之外,还在制造产品的过程中致力于减轻环境负荷、保护人类和地球,力求面向未来社会实现共生互利。

  本文要介绍的是与电子相关的功能薄膜技术。五洋纸工运用小型试层压机和捏合机,通过挤压层压薄膜加工试制了测试品,运用各种捏合机进行树脂的混合,自主开发了树脂产品,并研发了功能性挤压层压产品及功能性薄膜产品。

  五洋纸工采用独一无二的技术以卷对卷方式(R2R)在薄膜表面精密形成微米单位的微细形状。该技术可进一步提高精密薄膜的功能。除了棱镜膜等光学薄膜之外,该技术还被应用到了装饰膜等多种领域。图1为形成微细形状的例子。

  

图1 精密形成例

  五洋纸工的资料。

  下面介绍一下具体实例。

  2.1 有机EL用光提取薄膜

  在照明中使用有机EL元件时,元件内部的全反射作用等会导致光线发生损失,因此能够导入外部的光线只占所有光量的20%。从能源效率的意义上来说,这是一大课题。而且,从照明特性上来说,发光色对角度的依赖性(色调会因为视角不同而发生变化)也需要改善。

  将五洋纸工优化了薄膜表面微细形状和薄膜内光扩散性能的有机EL光提取薄膜粘贴在元件上,可以大幅改善光提取效率和发光色对角度的依赖性。图2为有机EL面板和贴上光提取薄膜之后的对比情况。表1为二者的光学特性对比情况。从该表可以看出,贴上薄膜之后,正面照度提高到了1.98倍,而且发光色对角度的依赖性可降低91%。图3为二者的照度、色温对角度的依赖性以及有机EL照明面板的图片。从该图可以看出,贴上光提取薄膜之后,可以改善照度和色温对角度的依赖性。

  

图2 光提取薄膜的效果

  五洋纸工的资料。

  

表1 有机EL面板单体和粘贴光提取薄膜之后的特性对比

  五洋纸工的资料。

  

图3 照度对角度的依赖性、色温对角度的依赖性及有机EL照明面板

  五洋纸工的资料。

  2.2 LED照明用扩散薄膜

  采用五洋纸工的LED照明用扩散薄膜的“Dual Lens Sheet(DLS)”,是一种既可减少直管型LED照明光源的炫光又能实现节能的聚碳酸酯(PC)LED照明用光扩散薄膜。图4为DLS的构成图。在直管型LED的照明罩内加入一张DLS,可以通过表里的光学透镜形状,将光损失减至最小并均匀地进行光扩散,由此减少炫光。

  

图4 DLS的构成

  五洋纸工的资料。

  图5是有无DLS的炫光对比情况。图6为使用市售乳白色灯罩的LED照明和使用DLS的LED照明的配光曲线对比图。从该图可以看出,使用DLS的产品的垂直照度可以增加30%,全光束可以增加约7%。因此,即便功耗降低,也可以获得相同的照度。

  

图5 因有无DLS而产生的炫光差异

  五洋纸工的资料。

  

图6 配光曲线的对比

  五洋纸工的资料。

  2.3 棱镜膜

  图7为棱镜膜的形状和用途。通过组合不同的棱镜顶角、背面形状、薄膜厚度,可以按照用途选择光学特性。由于采用聚碳酸酯单层构造,因此适合用于有耐热性要求的用途。

  

图7 棱镜膜的形状和用途

  五洋纸工的资料。

  表面有微小尺寸棱镜图案的“GTL5000”和“GTL6000”是液晶显示器用光学薄膜。具有可通过棱镜的透镜效果来改变聚光性能及入射光方向的光学特性,除了液晶电视、电脑显示器、导航仪之外,还被应用在了指示照明及汽车仪表上。

  图8为棱镜膜的性能指标。“GLT6000F”的薄膜厚度为155μm,棱镜角度为90度,背面形状为极微细基质,照度提升率为1.71,视角为水平±45~50度、垂直±30~35度。“GLT5600F”的薄膜厚度为240μm,棱镜角度为100度,背面形状为极微细基质,照度提升率为1.62,视角为水平±50~55度、垂直±30~35度。“GLT5000”的薄膜厚度有155μm、190μm、240μm三种。棱镜角度为100度,背面形状为微细基质,照度提升率为1.57,视角为水平±50~55度,垂直±35~40度。

  

图8 棱镜膜的性能指标

  五洋纸工的资料。

  3. 正在开发的新薄膜

  3.1 超伸缩薄膜

  超伸缩薄膜是柔软性高、伸缩性出色的透明薄膜。断裂伸展度超过1000%,即便拉伸2倍以上,也能保持98%以上的复原率。而且,抵抗臭氧及紫外线的耐久性、广泛温度区域内的电气特性出色。图9为超伸缩薄膜的性能指标和图片。另外,薄膜的断裂强度为5.5N/10mm,绝缘耐力为24kV/mm。

  

图9 超伸缩薄膜的特性和图片

  五洋纸工的资料。

  备受期待的用途是可通过与电极组合来实现的可穿戴传感器以及伸缩自如的布线基材等。

  3.2 高耐热聚碳酸酯薄膜

  高耐热聚碳酸酯薄膜的透明性好,与传统聚碳酸酯相比,玻璃转化点高,耐热性出色。因为是无拉伸薄膜,所以不容易因为双折射而发生色彩不均现象,备受期待的用途是显示器。表2为高耐热聚碳酸酯薄膜的性能指标。备有玻璃转化温度(Tg)分别为180℃和200℃的两种产品。尽管两种产品的玻璃转化温度均高于普通聚碳酸酯薄膜的146℃,但光线透过率仍保持在90%以上。

  备受期待的用途是生产工序中有耐热性要求的触摸传感器的基材薄膜等。

  4. 结束语

  本文介绍了五洋纸工的与电子相关的功能薄膜技术。该公司一直在洁净环境中使用高精度设备生产功能性薄膜。按照客户的要求规格进行定制受托加工。除了本文介绍的原材料之外,还使用过COP、COC、PEN、PMMA、PSS、POM、ABS、PP等多种材料。另外,据该公司介绍,从200mm宽度试制、600mm宽度试制到1300mm宽度量产,还可以分阶段进行可行性评估。

  要凭借其他公司没有的差异化技术进行竞争,起到关键作用的是如何尽快对创意进行实施验证,这种说法并不为过。据说,五洋纸工将面向要求采用纳米技术的新时代,不断进行更深入的研究,通过率先开展业务,在拥有无限广阔性的市场中开拓未来。该公司今后的发展备受期待。(特约撰稿人:鹈饲育弘,Ukai Display Device Institute)

  (全文完)