当今世界科技迅猛发展,新兴产业正在成为引领未来发展的重要力量。
企业总是以新颖独特,引领市场的产品来满足客户需求,用源源不断的创新科技和产品刷新历史,从而提高整个公司的全球地位。
而就有那么一些膜材料,从一开始的默默无闻,到现在的业内皆知,这过程总是那么的“by chance”——
| 威固——窗膜
你们知道美国B-2“幽灵”(Spirit)隐形轰炸机么?
它是由美国诺斯罗普.格鲁曼军用飞机系统部研制的,现在全球只有20架,每架造价超过了22.2亿美元。
“幽灵”之所以隐形,不是肉眼看不到,而是因为它的表面喷溅了特殊的涂层,能吸收或漫反射雷达波,致使雷达探测不到它的位置和大小。
而这种磁控溅射技术,最后被威固膜用来做了车膜(同生产隐形轰炸机表面隐形涂层相同的高科技生产设备单台设备高达2400万美元)。
威固是“美国技术+德国工艺”:其生产企业——韶华科技位于美国加州,长期从事军用和空间技术所需的光谱选择性薄膜的开发,生产是由韶华科技位于德国德累斯顿的工厂制造而出。
一个小小的车膜居然有七层稀有的贵金属:如银、氧化铟(铟比金银更贵)、金;
严格筛选的优质PET基材仅有1%方可作为威固膜的基材。
威固车膜在1999年被世界最大科技杂志《大众科学》评选为千年来的100大对人类生活有重大影响的技术发明,其所独具的尖端科技深受欧洲名车奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃、大众、雷诺、欧宝和雪铁龙等原产地制造商的青睐,并被这些厂家拿来应用于其原厂玻璃的隔热技术。
| 胶黏膜——报事贴
1978年,3M科学家Spence Silver发现了一种非常与众不同的胶,粘性不大,能保持很久,重复使用还能保持粘性,但是不知道怎么把它用到产品中。
跟许多其它的新技术一样,如果找不到用途就不能算好的技术,Silver不断在公司内部宣传这个技术,3M的技术人员也没有放弃对新产品开发的希望。
1973年,一位负责产品开发的研究员Art Fry听说了Silver的技术,非常感兴趣。
Art Fry博士
他在教堂做礼拜的时候,看到唱诗班的人会把一条纸片放在圣经里做书签,但是纸片常常会从书中滑落下来。
这激发了Fry的灵感:这种可以重复使用的、不太粘的胶涂在纸片上不正合适这个用途么?于是,报事贴®(Post-it®)的创意在教堂的唱诗中诞生了。
但是很多人对报事贴的市场表示怀疑,这样一个小黄纸片能有什么样的吸引力呢?谁会愿意付出额外的费用来买这样一个带胶的纸片,来代替原有的书签呢?
经过市场和技术人员地不断努力,报事贴®在1980年正式推向市场,令人意想不到的是,这个小小的黄纸片取得了巨大的成功。
3M公司就像隐形的创新永动机,各种颜色和造型的产品不断涌现,每天世界上有千千万万的人使用3M的报事贴®,而这个原本不起眼的小纸片甚至流行成为一种办公室的文化,由此诞生出了各种各样的精彩创意。
| 增亮膜BEF
3M的增亮膜(BEF),广泛用于LCD等背光模组中,最初设计不是用于LCD背光的。
二十多年前的一个冬天,加拿大魁北克的一个地下室,一位3M的研究员正在作实验。
由于地处北半球高纬度,冬日的太阳整日低低地挂在地平线上方,于是他发明了一种带棱镜的玻璃导管,斜射的阳光射入导管一端后,会沿着导管壁传播,整个管子像个灯管通体发亮,令地下室顿时明亮许多。
在这之后,3M采用薄膜技术生产这种光导管,但在很多年内,这种棱镜导管的应用一直局限在建筑物的照明或装饰上,每年只有很小的销售量。
二十世纪九十年代,随着笔记本电脑的普及,液晶显示技术开始飞速发展。由于液晶板独特的特性和构造,光的利用率很低,如何增加液晶显示的亮度一直是困扰科研人员的难题。
偶然的一个奇思妙想让3M的科学家尝试着剪开这种棱镜导管,平铺在LCD背光源上。
令人意想不到的事情发生了,由于棱镜的聚光作用,这个新颖的尝试方法让液晶显示屏正向的亮度大为提高。
之前,3M的科学家曾经受到蝴蝶翅膀由于鳞片物理结构对光线的折射、反射产生不同斑点想象的启发,利用高分子工业上最先进的计算机模拟控制系统,成功地发明了3M™多层光学膜(Multilayer Optical Film )技术,通过改变薄膜的结构来控制光的出射。
这种多层膜由上百层纳米级的膜组成,每一层的材料性质都不同。通过膜层间的光学作用,最终达到反射光的功能。
由此,3M的科学家想到了将这两个独特的发现合二为一,经过一段时间的研究开发,3M结合微复制技术和薄膜技术,进一步优化了棱镜导管的聚光功能,从而使其增亮效果更加显著,并将其命名为增亮膜BEF(Brightness Enhancement Film)。
为了让客户更好地接受这一产品,3M的工程师购买了两台当时市场上最好的笔记本电脑,将其中一台加上两片棱镜方向相互垂直的增亮膜。
在这层不起眼的薄膜的作用下,电脑屏幕亮度竟然比原来增加了一倍多!
当这两台电脑摆在它的制造商面前,他们很快就被说服了。
从这一天起,增亮膜开始了它的神奇之旅,广泛应用于小至手机、PDA,大至电脑显示器、液晶电视等各种液晶显示产品中,而这些产品的制造商也不再被如何既省电又能使屏幕亮度增加这个难题困扰了。
| 光学镀膜
化学镀膜最早用在光学元件表面制备保护膜。
随后,1817年,Fraunhofe在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃,偶然第一次获得减反射膜,1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜,它们是最先在世界上制备的光学薄膜。
后来,人们在化学溶液和蒸气中镀制各种光学薄膜。
50年代,化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。
真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺,是迄今在工业上能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。它们大规模地应用,实际上是在1930年出现了油扩散泵——机械泵抽气系统之后。
1935年,有人研制出真空蒸发淀积的单层减反射膜。但它的最先应用是1945年以后镀制在眼镜片上。
1938年,美国和欧洲研制出双层减反射膜,但到1949年才制造出优质的产品。1965年,研制出宽带三层减反射系统。
在反射膜方面,美国通用电气公司1937年制造出第一盏镀铝灯。
德国同年制成第一面医学上用的抗磨蚀硬铑膜。在滤光片方面,德国1939年试验淀积出金属—介质薄膜Fabry——Perot型干涉滤光片。
在溅射镀膜领域,大约于1858年,英国和德国的研究者先后于实验室中发现了溅射现象。该技术经历了缓慢的发展过程。
1955年,Wehner提出高频溅射技术后,溅射镀膜发展迅速,成为了一种重要的光学薄膜工艺。现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射和双离子溅射等淀积工艺。
自50年代以来,光学薄膜主要在镀膜工艺和计算机辅助设计两个方面发展迅速。在镀膜方面,研究和应用了一系列离子基新技术。
1953年,德国的Auwarter申请了用反应蒸发镀光学薄膜的专利,并提出用离子化的气体增加化学反应性的建议。
1964年,Mattox在前人研究工作的基础上推出离子镀系统。那时的离子系统在10Pa压力和2KV的放电电压下工作,用于在金属上镀耐磨和装饰等用途的镀层,不适合镀光学薄膜。后来,研究采用了高频离子镀在玻璃等绝缘材料上淀积光学薄膜。
70年代以来,研究和应用了离子辅助淀积、反应离子镀和等离子化学气相等一系列新技术。它们由于使用了带能离子,而提供了充分的活化能,增加了表面的反应速度。提高了吸附原子的迁移性,避免形成柱状显微结构,从而不同程度地改善了光学薄膜的性能,是光学薄膜制造工艺的研究和发展方向。
来源:unima新材网
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