浅析光学膜在光电领域中的重要作用

光学薄膜是镀在光学零件表面上镀上一层或多层金属或介质的薄膜，在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。

用光学功能薄膜制成的种类繁多的光学薄膜器件，已成为光学系统、光学仪器中不可缺少的重要部件.其应用已从传统的光学仪器发展到天文物理、航天、激光、电工、通信、材料、建筑、生物医学、红外物理、农业等诸多技术领域。分为：基本光学薄膜、控光薄膜、光学薄膜材料。

光学薄膜是利用薄膜对光的作用而工作的一种功能薄膜，光学薄膜在改变光强方面可以实现分光透射、分光反射、分光吸收以及光的减反、增反、分束、高通、低通、窄带滤波等功能。光学薄膜的种类有很多，这些薄膜赋予光学元件各种使用性能，在实现光学仪器的功能和影响光学仪器的质量方面起着重要的或者决定性的作用。

传统的光学薄膜是现代光学仪器和各种光学器件的重要组成部分，通过在各种光学材料的表面镀制一层或多层薄膜，利用光的干涉效应来改变透射光或反射光的光强、偏振状态和相位变化。薄膜可以被镀制在光学玻璃、塑料、光纤、晶体等各种材料表面上。它的厚度可从几个nm到几十、上百个μm。光学薄膜可以得到很好的牢固性、光学稳定性，成本又比较低，几乎不增加材料的体积和重量，因此是改变系统光学参数的首选方法，甚至可以说没有光学薄膜就没有现代的光学仪器和各种光学器件。在两百多年的发展过程中，光学薄膜形成了一套完整的光学理论—薄膜光学。光学薄膜已广泛应用于各种光学器件(如激光谐振腔、干涉滤波片、光学镜头等)，不仅如此它在光电领域中的重要作用亦逐渐为人们所认识。

1、分光膜

把一束光分为两部分的器件称为分光镜。分光镜的工作部分一般是一个镀过膜的平面，它在一定的波长范围内具有特定的反射率和透射率。通常这个平面是倾斜的，因此入射光和反射光便分离开来。分光镜的预定反射率和透射率值随其用途不同而相异。

对于不同的分光镜往往有不同的透射率和反射率比T/R，即分光比。最常用的是中性分光镜，T/R=50/50，它把一束光分成光谱成分相同的两束光。因为它在某波长区域内对各波长具有相同的透射率和反射率比，因而反射光和透射光不带有颜色，呈中性。常用的中性分光镜有两种结构：一种是在透明的平板基片上镀上分光膜，另一种是把膜层镀在两个直角棱镜上，再膜面对膜面地胶合成立方体。常用的有金属分光镜和介质分光镜两类。金属膜分光镜分光的光谱宽度较宽，缺点是吸收损失较大，分光效率较低，介质分光镜的特点是分光效率高，偏振效应明显，分光特性色散明显。介质膜分光镜与金属膜分光镜相比，因为介质膜的吸收小到可以忽略的程度，所以分光效率高，这是介质分光镜的优点，但是介质膜的特性对波长较敏感，给中性分光带来困难。同时，一般介质膜分光镜的偏振效应较大，这也是它的不足之处。

分光膜根据一定的要求和一定的方式把光束分成两部分的薄膜，主要包括波长分光膜、光强分光膜和偏振分光膜。

波长分光膜又叫双色分光膜，顾名思义它是按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可以是一种截止滤光片或带通滤光片，不同的是波长分光膜不仅要考虑透过光还要考虑反射光，二者都要求有一定形状的光谱曲线。

光强分光膜是按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，用于可见光的宽带分光膜又叫中性分光膜，这种膜由于偏振的影响，二束光的偏振状态可以相差很多，但例如某些干涉仪则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备消偏振膜。

偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成的，可以分成棱镜型和平板型两种。

棱镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应，垂直分量振动的光则随薄膜层数的增加而增加，只要层数足够多就可以实现透过光束基本是平行方向振动的光，而反射光束基本上是垂直方向振动的光，从而达到偏振分光的目的。棱镜型偏振膜工作的波长范围比较宽，偏振度也可以做得比较高，但它抗激光强度比较低。

平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。平板型偏振片工作的波长区域比较窄，但它可以做得很大，抗激光强度也比较高，所以经常用在强激光系统中。

2、增透膜（也叫减反射膜，或者AR膜）

假定光线垂直入射在表面上，这时表面的反射光强度与入射光的强度比值(反射率)只决定于相邻介质的折射率的比值。

折射率为1.52的冕牌玻璃每个表面的反射约为4.2%左右．折射率较高的火石玻璃则表面反射更为显著。这种表面反射造成了两个严重的后果：光能量损失使象的亮度降低；表面反射光经过多次反射或漫射，有一部分成为杂散光，最后也到达象平面使象的衬度降低图象质量，特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统都包含了很多个与空气相邻的表面，如不镀上增透膜其性能就会大大降低。

增透膜参数

增透膜又称减反射膜或者AR增透玻璃（增透射玻璃或减反射玻璃）是一种将玻璃表面进行特殊处理以增加玻璃的透光性能的镀膜玻璃，沉积在光学元件表面,以减少表面反射,增加光学系统透过率的光学薄膜.工作波段可从极紫外区到远红外区，按工作的波带范围分为单波长、多波长和宽带增透膜，但应用最广的是可见光波段增透膜。光可见增透膜的作用是减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，使光学系统成像更清晰。其原理是利用不同光学材料膜层产生的干涉效果来消除入射光和反射光，从而提高透光率的方法，有单面镀膜和双面镀膜两种工艺。

应用于可见光谱区的光学仪器非常多，就其产量来说占据了减反射膜的绝大部分，几乎在所有的光学器件上都要进行减反处理。

3、干涉截止滤光膜

要求某一波长范围的光束高透射，而偏离这一波长的光束骤然变化为高反射(或称抑制)的干涉截止滤光片有着广泛的应用。我们把抑制短波区、透射长波区的滤光片称为长波通滤光片。相反，抑制长波区、透射短波区的截止滤光片就称为短波通滤光片。

大多数情况下，是希望截止短于某一特定波长，或者长于该波长的所有光线。通常的办法是使干涉滤光片同吸收滤光片相组合。它既可以用作截止长波的短波通滤光片，也可以用作截止短波的长波通滤光片。只要改变监控膜层厚度的波长，截止限的位置可以随意移动。

4、反射膜

反射膜是用于把入射光能量大部分或几乎全部反射的光学元件。在有些光学系统中，要求光学元件具有较高的反射本领，例如，激光器的反射镜要求对某种频率的单色光的反射率在90％以上。为了增强反射能量，常在玻璃表面镀一层高反射率的透明薄膜，利用其上下表面反射光的光程差满足干涉相长的条件，使反射光增强。

金属膜有很高的反射率，吸收率也较高，而介质膜的不但反射率可以较高，还有较小的吸收率。

铝是唯一从紫外到红外(0.2～30μm)具有很高反射率的材料。大约在波长0.85μm处反射率出现一极小值，其值为86%。铝膜对基板的附着力比较强、机械强度和化学稳定性也比较好，所以广泛用作反射膜。新沉积的铝膜暴露于常温大气后，表面立即形成一层非晶的高透明的Al2O3膜，短时间内氧化物迅速生长到15～20.，然后缓慢生长，一个月后达到50左右。对缓慢蒸发的铝膜，氧化物的厚度可以达到90.以上。氧化物的存在使铝膜的反射率下降，特别是波长小于200nm的区域，为此要用MgF2膜作保护层。在可见光区，通常用SiO作为初始材料，蒸发得到硅的氧化物薄膜作为Al膜的保护膜。最佳的制备铝膜的条件：高纯铝(99.99%)；高真空中快速蒸发(50～100nm/s)；基板温度低于50℃。

在可见光及红外波段内，银膜的反射率是所有已知材料中最高的。在可见光区和红外区，反射率分别达到95%和99%左右。但是，银膜的附着力差，机械强度和化学稳定性差，所以主要用于短期使用的零件。银膜在紫外区的反射率很低，在波长400nm开始下降，到320nm附近降到4%左右。当银膜暴露于空气中时反射率会逐渐降低，主要原因是表面形成的氧化银(AgO、Ag2O3)和硫化银，因此要在银膜上镀保护膜。最佳的制备工艺与铝的相似，即高真空、快速蒸发、低的基板温度。

降低薄膜反射率的一个重要因素是散射。造成散射损耗的原因是多种多样的，薄膜的成核和生长机理引起膜层微观结构的不均匀，从而会产生散射，借助于电子显微镜观察多层膜断面的微观结构，其呈现非常明显的柱状，膜层内部充满空隙，而面变得凹凸不平。此外，基片表面的粗糙度及其缺陷，还有蒸发源喷溅的粒子、膜层中的微尘、裂纹和针孔等因素相互交叉构成复杂的散射模型。总的来说我们可以把散射归结为二类，即体积散射和表面散射。

5、控光薄膜

控光薄膜分为阳光控制膜、低辐射率膜、光学性能可变换膜三种。

阳光控制膜

在玻璃上镀上一层光学薄膜，使玻璃对太阳光中的可见光部分有较高的透射率，而对太阳光中的红外部分有较高的反射率，并对太阳光中的紫外线部分有很高的吸收率.将它制成阳光镀膜幕墙玻璃，就能保证白天建筑物内有足够的亮度等等。

低辐射率膜

在玻璃的表面镀制一层低辐射系数的薄膜，称为低辐射率膜，俗称隔热膜，它对红外线有较高的反射率。

光学性能可变换膜

光学性能可变换膜是指物质在外界环境影响下产生一种对光反应的改变，在一定外界条件(热、光、电)下，使它改变颜色并能复原，这种变色膜是一类有广阔应用前景的光学功能材料。

6、光学薄膜材料

金属和合金

金属和合金是较为广泛的薄膜，具有反射率高、截止带宽、中性好、偏振效应小以及吸收可以改变等特点，在一些特殊用途的膜系中，它们有特别重要的作用。

化合物(电介质)

化合物是有重要用途并广泛应用的光学薄膜，主要有：卤化物、氧化物、硫化物和硒化物。

半导体

半导体材料在近红外和远红外区透明，是一类重要的光学薄膜材料.在光学薄膜中使用最普遍的半导体材料是硅和锗。

生产工艺

一般而言，光学膜的生产方法主要分为干法和湿法生产工艺，所谓干法是指在整个加工过程中没有液体出现，例如，真空蒸发是在真空环境中进行的，在该环境中，固体原料用电能加热并在升华成气体后，将它们附着到固体基材的表面上以完成涂层的加工。

日常生活中用于装饰的金色，银色或金属包装膜是通过干涂生产的产品。但是，考虑到实际应用时需要量产，所以干涂层的应用范围小于湿涂层的应用范围。湿涂是将各种功能的成分混合到将液体涂层以不同的加工方法施加到基材上，然后将液体涂层干燥并固化以制成产品。

显示行业特种功能膜

主要产品为反射膜、背板基膜、光学基膜等特种功能膜。

（1）反射膜 

反射膜一般置于背光模组的最底层，它的用途是将透过导光板底部或周边未被 散射的光源再反射进入导光板内，目的是增加光学表面的反射率，以降低光源的过 程损耗，提高背光模组的亮度。反射膜根据镀层材料不同，可分为金属反射膜和白色反射膜。金属反射膜是在 聚合物薄膜的表面镀金属涂层，大多使用高导电性的银、金等。金属反射膜的反射 率最好，通常达到 99%及以上，但缺点是价格昂贵，主要应用于对价格不敏感的手 机等中小尺寸的背光模组中。

相较而言，白色反射膜价格较低，白色反射膜根据材 质不同可分为白色聚酯（PET）反射膜和白色聚丙烯（PP）反射膜，白色聚酯反射 膜因反射率高、加工性能好、成本低，已广泛应用于电视、显示器、笔记本电脑、 平板、工控等各个尺寸的 LCD 显示器中。白色聚酯反射膜的原理是通过在 PET 基材 中添加不相容树脂或粒子，经过拉伸（例如双向拉伸）形成泡径大小不一的微细泡 结构，这些微细泡可以起到散射光的作用，使透明的 PET 薄膜白色化，成为白色薄 膜。一般来说，微细和均匀的泡孔数量越多、密度越高，制成的白色反射膜的反射 率就越高，反射效果越好。

白色聚酯反射膜产品按照生产工艺不同可分为非涂布反射膜 和涂布反射膜；按照应用领域不同可分为液晶显示用反射膜和半导体照明用反射膜。

① 液晶显示用反射膜 

液晶显示的核心零件是液晶模组，通常由液晶面板和背光模组组成。由于液晶 面板中的液晶本身不发光，因此，必须通过后置光源来达到显示效果，背光模组即 充当液晶面板后置光源的角色。通常情况下，背光模组主要包含反射膜、扩散膜、 增亮膜、光源（主要为 LED 光源）和导光板等元件，其中各类光学膜（反射膜、扩 散膜、增亮膜）是背光模组中的核心材料。

在液晶电视里，根据 LED 光源入光方式的不同，目前背光源主要分为直下式 (Direct LED)与侧光式(Edge LED)两种。非涂布反射膜和涂布反射膜，以分别适应于直下式与侧光式 两种不同结构的背光模组中。

直下式 LED 背光源：LED 光源成阵列放置在背板上，光线射出经反射膜反射后， 向上经扩散板均匀分散后于正面出光。优点是成本较低，缺点是液晶模组厚度较厚， 目前主要用于中、低端液晶电视。非涂布反射膜通常应用于液晶显示的直下式背光 源，它是通过多层共挤技术而形成的 ABA 三层结构薄膜，其中上下 A 层提供机械强 度和挺度，起到支撑作用；其中中间 B 层是反射层，具有多个泡孔结构，使得光线 进入薄膜后发生多次反射、折射。非涂布反射膜泡孔的大小、形状等因素决定了反 射膜的反射率等关键性能指标。 

侧光式 LED 背光源：LED 光源放置在侧边，通过导光板将线光源变成面光源。优点是使液晶模组厚度变薄，但成本较高，目前主要用于高端液晶电视。公司自主 研发的涂布反射膜是在非涂布反射膜的基础上通过优化复合胶水配方，添加粒径不 同的粒子，并优化复合胶水固化工艺研发形成的。相比非涂布反射膜，具有抗刮伤、 抗顶白的优点，主要应用于电视、电脑、手机、车载工控显示屏等领域。

② 半导体照明用反射膜/板 

LED 照明技术是效仿液晶显示用背光模组发展起来的一项新型照明技术，伴随 着 LED 照明技术的不断发展和成熟，LED 面板灯已逐渐取代传统格栅灯，广泛应用 于办公及家居等场所。

半导体照明用反射膜是高端 LED 面板灯的重要组成部分，主要用途是将从导光 板漏出的光线再反射回出光面，从而提高光利用率、达到节能、增亮的作用。照明 用反射膜的结构与液晶显示用反射膜结构类似，均是通过多层共挤技术而形成的 ABA 型三层结构。由于 LED 面板灯的结构紧密，易造成局部过热，因此半导体照明 用反射膜比液晶显示用反射膜要求具有更低的热收缩性和更高的挺度。公司通过自 主创新，对半导体照明用反射膜结构及配方设计、工艺过程等多个关键环节进行研 发和创新，开发出多系列照明用低热收缩、高挺度的反射膜。 

传统的 LED 面板灯结构中往往需要使用泡沫垫棉及背板，从而起到固定反射膜 的作用。随着面板灯组装自动化的普及，替代多张板材的复合膜越来越受到面板灯 客户的欢迎。公司通过进一步的技术投入和技术储备，在半导体照明用反射膜上贴 合功能性的薄膜，调整收放卷张力，优化胶水固化工艺，在国内独创研发并可量产 的多层复合反射板。反射板采用多层结构，最上层是涂布反射层，中间黏着层用于 黏结涂布反射层和聚酯补强层，下层是遮光层和补强层，遮光层主要用于阻水，其 中补强层可选择具有阻燃、阻隔水汽、高耐候、抗紫外等各类性能，以满足客户的 不同需求。

（2）光伏背板基膜 

太阳能电池背板是太阳能电池一个十分重要的组件，位于太阳能电池的背面。为了更好的抵御外部环境的侵蚀，太阳能背板要具有优异的抗老化、抗紫外线、抗 渗水、抗高温高湿、防火绝缘等性能，还要为太阳能电池起到支撑和固定的作用。此外，随着光伏产业对发电效率要求的不断提升，部分高性能太阳能背板产品还要 具有较高的光反射率，以提高太阳能组件的光电转化效率。 

目前主流的太阳能光伏电池背板具有三层结构：外层保护层氟膜材料具有良好 的抗环境侵蚀能力，中间层基膜具有良好的绝缘性能和力学性能，内层氟膜材料和EVA 胶膜具有良好的粘接性能。公司生产的是下图中的中间层背板基膜，也是通过 多层共挤技术而形成的薄膜。

（3）光学基膜 

光学基膜作为多种光学膜（扩散膜、增亮膜）的基膜，其性能直接决定了扩散 膜、增亮膜等光学膜的性能。光学基膜主要以聚酯切片为原材料，因其需具备低雾 度、高透光率、高表面光洁度、厚度公差小等出色的光学性能，所以对聚酯切片、 加工设备、车间洁净度等都有很高的要求，因此光学基膜是光学膜领域技术壁垒最 高的领域之一，长期以来只有国外少数企业具备生产能力，日本东丽、日本帝人和韩国 SKC 等公司占据全球大部分市场份额。

扩散膜 

在背光模组中通常需要 1-2 片扩散膜，即下扩散膜和上扩散膜。其中，下扩散 膜位于导光板（或扩散板）的上部，是最常用的扩散膜，下扩散膜的作用是将不均 匀分布的光线转换成均匀分布的光线，并兼具模糊网点的作用；上扩散膜位于背光 模组的最上侧，不仅需要具有扩散功能，还需要具备高穿透能力、改善视角、增加 光源柔和性、保护增亮膜的功能。上扩散膜和下扩散膜均由三层结构组成，中间是 透明的光学基膜，上层是涂布在光学基膜上的扩散层，下层是涂布形成的抗刮伤层。 

扩散层是扩散膜的核心功能层，扩散层中分散有不同粒径大小的扩散粒子。光 线经过扩散层时会被扩散粒子散射形成均匀的面光源。同时这些大小不同的扩散粒 子可以保证光线不从扩散膜中直射出去，从而达到雾化的效果。此外，球状的扩散 粒子可以发挥类似凸透镜的功能，聚焦入射光线，起到增强背光模组亮度的作用。

② 增亮膜

增亮膜和扩散膜均属于光学膜，是背光模组中的核心材料。因增亮膜的微观结 构呈现棱形结构，所以也被称为棱镜膜。增亮膜的作用是修正光的方向，集中光线 到正面视角以实现增光效果。增亮膜一般由三层结构组成，中间为透明的光学基膜， 上层的出光面为微棱镜结构，下层的入光面是涂布在基材上的抗粘连层。 

增亮膜的工作原理是，从导光板中射出的光线依次通过抗粘连层、光学基膜层 和微棱镜层。光线在经过棱镜层时会发生全反射、折射、光累积等光学现象，散射 的光线向正面集中，进而达到提升液晶面板亮度和控制可视角的效果。与此同时， 视角外未被利用的光线通过反射可以实现再循环利用，减少光的损失，同时提升辉 度和均匀度。

半导体柔性电路板 TPX 离型膜 

TPX 的学名为聚 4-甲基戊烯，是一种高透明的结晶性塑料。离型膜是指薄膜表 面能有区分的薄膜，离型膜与特定的材料在有限的条件下接触后不具有粘性，或轻 微的粘性。在半导体柔性电路板（FPC）制备工程中，为了防止柔性基板上的金属 线路被空气、水汽等物质氧化腐蚀，影响 FPC 的电气性能，通常需要在印刷电路的 一面覆盖一层保护膜。保护膜通过热压合粘结在印刷电路表面上，如果直接进行压 合，覆盖的保护膜很容易粘接在加热板表面。

TPX 离型膜在这个过程中起着非常重 要的作用，一方面可以防止覆盖的保护膜粘接，另一方面可以减少压合过程中溢胶、 褶皱等缺陷的产生。相较于其它离型膜，TPX 离型膜因具有良好的耐温性、填充性 和分离性，有效地提高了 FPC 柔性电路板的合格率，故 TPX 离型膜主要用于 FPC 柔性电路板的压合。 

从结构上说，TPX 离型膜目前主要有单层结构和多层结构两种类型，单层结构 离型膜由纯 TPX 构成，一般厚度在 50um，仅应用于印刷铜电路较薄的情况；而多 层结构离型膜以三层或五层居多，最外层是 TPX 层，厚度相对较薄，中间层通常是 一些软质聚烯烃，如 PP 等，主要是为了提供足够的缓冲性。

生产工艺主要流程

非涂布反射膜/背板基膜/光学基膜的主要生产流程：

（1）铸片：将聚酯切片和各类功能母粒分别投入相对应的料仓，之后按设计 的配方比例下料混合均匀，待结晶干燥后再高温熔融经过滤器，去除原料中的微量 杂质，上述物料经急速冷却，形成较厚铸片。（2）纵向拉伸：将得到的铸片进行在线的纵向拉伸，纵向拉伸主要调节薄膜 前后牵引辊的转速比，转速比需根据薄膜的力学性能特点和产品物性要求去设定。（3）横向拉伸：主要通过横拉链条，将纵向拉伸的薄膜引至横拉轨道，拓宽 膜面的横向宽幅，实现横向拉伸。纵向拉伸和横向拉伸，即所谓的双向拉伸，为生 产环节最关键的步骤之一，在拉伸之后往往还有一段热定型处理区，为消除薄膜内 部由拉伸而产生的内应力，提高产品的热稳定性。（4）厚度测试：采用精度很高的非接触式测厚仪和反馈控制系统自动检测。（5）电晕：一种薄膜表面处理过程，薄膜穿过放电场，改变其表面引力特征。（6）在线检测：通过生产线的观察室，实时检测成品流转过程中的质量情况。（7）收卷：生产线可以自动收卷，自主设计特定米数收卷完成后可自动换卷。（8）大母卷：薄膜按米数收卷成大的母卷，收卷后的母卷进行编码。（9）分卷：以客户所需宽幅进行分切。

涂布反射膜产品的生产流程：

（1）放卷：安放在放卷装置上的卷材经过辊牵出，经自动纠偏后进入浮辊张 力系统，调整放卷张力后进入涂布系统。（2）涂布：通过滚轴设置将预先调配好的配方溶液均匀涂抹在已进行表面处 理的反射膜上。（3）烘干：将步骤（2）中涂抹了配方溶液的涂布反射膜半成品通过排列成拱 形的烘干通道进行烘干，烘干通道成拱形有助于涂布反射膜半成品绷紧在辊筒上， 使其不发生飘移及卷曲。（4）收卷：将成品收束成卷，卷轴需用抛光纸卷，用板材固定两端。（5）熟化：收卷后膜卷静置一段时间，经过一个熟化过程，主要是促进涂层 中的化学物质进一步反应，有助于熟化后涂层的硬度和剥离性能的提升。

功能膜行业介绍及分类 

功能膜材料的概念实际来源于功能高分子，在高分子领域，通常将一系列具有 吸附、光电、分离、磁性、催化活性、生物相容性等特定功能的高分子称为功能高 分子。与此类似，将膜材料中具有吸附、保护、分离、绝缘、光电、磁性、催化活 性等某一或某些特定功能的膜称之为功能膜。功能膜功能各异、品种多样，可应用 于电子电气、光电显示、新能源等众多领域，已成为工业领域中不可或缺的材料之 一。

聚酯薄膜行业概况 

（1）聚酯薄膜概况

聚酯薄膜是以优质的聚酯切片为主要原料，采用先进的工艺配方，经过干燥、 熔融、挤出、铸片和拉伸制成的薄膜。由 PET 生产的薄膜是一种性能比较全面的薄 膜，其透明性好，有光泽；具有良好的气密性和保香性；适中的防潮性。PET 薄膜 的机械性能优良，具备良好的韧性和抗冲击强度，且具备良好的挺度。PET 薄膜还 具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性，因此被广泛应用于液晶 显示、医疗包装、电工产品、新能源等行业。

自 1948 年英国帝国化学公司（I.C.I）和美国的杜邦公司（DUPONT）首先申请 了制备聚酯薄膜的专利，并于 1953 年实现了双向拉伸聚酯薄膜的生产工业化。德 国和日本也在上世纪 50、60 年代相继引进和开发了聚酯薄膜和应用技术。而我国 的聚酯薄膜起步较晚，于 1974 年开始实现工业化，生产初期由于生产企业少、成 品率低、品质差，加之国外部分工艺和技术对我国保密，聚酯薄膜行业发展比较缓慢。进入 2000 年以后，国内对聚酯薄膜的需求快速提升，随着政府政策及资金的 支持，国内聚酯薄膜行业迅猛发展。 

聚酯薄膜的分类及用途 

聚酯薄膜可以根据膜厚度的不同分为超薄型膜、薄型膜、中型膜、厚型膜。其 中薄型膜、中型膜一般称为通用膜，厚度通常在 6-65um 之间，主要用于包装等领 域，超薄型膜和厚型膜则用作特种膜，主要用于其它工业领域。根据拉伸工艺的不同可将聚酯薄膜分为单向拉伸聚酯薄膜和双向拉伸聚酯薄 膜。单向拉伸聚酯薄膜（简称 CPET）：是利用半消光料（在原材料聚酯切片中添加 钛白粉）经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵向拉伸的薄膜，在聚酯薄膜中的档次和 价格最低。双向拉伸聚酯薄膜（简称 BOPET）：是利用有光料，也称大有光料，即 原材料聚酯切片(二氧化钛含量为 0.1%)，经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵横双 向拉伸的中高档薄膜，用途广泛，已在多个领域实现大规模应用，并且在不断拓展 到其它应用领域。公司薄膜的生产也都是采用双向拉伸技术。 

聚酯薄膜的改性 

随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，以及聚酯薄膜应用领域 的不断开发，对于聚酯薄膜的技术和性能要求也越来越高。显然，普通的聚酯薄膜 已不能满足这些要求，因此需根据不同的使用条件和要求，从不同的角度对聚酯薄 膜进行必要的改性以满足更加丰富的性能。常见的改性技术如下： 

共聚改性 

由于普通 PET 薄膜不具有热封性能，为解决这一问题，可以采用共聚改性的办 法。普通 PET 薄膜是由 PTA 和 MEG 在催化剂和加热的条件下缩聚形成的，它是一种 结晶性高聚物，为破坏或削弱其分子结晶度，可采用其它组分与之进行共聚，以破 坏整个分子结构的有序排列，使之成为无定型的共聚物，从而具有可热封性。 

共混改性 

所谓共混改性，就是在 PET 中加入一定比例的其它物质进行共混，如 PEN 或 LCP，以改善和提高 PET 的某些性能。如当 10%-20%的 PEN 与 PET 共混后，对氧气、 二氧化碳的阻透性可分别提高 30%-50%和 23%-37%，并可将对紫外线的遮蔽波长提高到 380nm，可用于食用油、酒类等液体包装容器。 

多层共挤技术 

聚酯薄膜生产中的多层共挤技术可以根据薄膜产品性能的要求，将不同原料组 合在一起。例如，因 PEN 和 PET 同属于聚酯类，具有很好的相容性，可在三层共挤 生产线的表层之一挤塑一层 PEN，通过这种三层共挤技术制得的聚酯薄膜比普通的 聚酯薄膜具有更好的阻隔性、耐热性和耐辐射性能。目前广泛运用的是三层共挤技 术，三层共挤基本结构分为 A/B/A 和 A/B/C 两种。

表面涂层改性 

表面涂层是提高聚酯薄膜性能又一常用的方法。如涂覆紫外线吸收剂的透明涂 层，可构成聚酯薄膜的紫外线保护层，增强薄膜的抗紫外线能力。又如涂覆某种高 聚物溶液的聚酯薄膜，其表面张力可高达 50nN/m，大大提高薄膜的印刷和镀铝性 能，而且表面张力不会在高温、高湿的条件下衰减。

纳米材料改性

因纳米粒子尺寸甚小，故具有独特的量子尺寸效应、表面效应、界面效应、小 尺寸效应等。纳米塑料是硅酸盐、二氧化硅等材料以纳米级尺寸、均匀分散在母体 树脂中形成的复合材料。与原母体树脂相比，纳米材料改性可以提高的性能有：提 高力学性能，其刚性可提高 1.5-2 倍；提高耐热性能，热膨胀系数下降为原来的二 分之一；提高透明性等性能。

市场产业链

光学膜行业成为我国快速培育和着重发展的战略新兴材料之一。

得益于下游LCD面板、消费电子产品需求的稳定增长，以及下游客户对于原材料国产化配套的强劲需求，国家政策大力支持光学膜行业。国内光学膜材料迎来发展契机，国产替代空间广阔。

光学膜主要消费市场：

在各类平板显示光学薄膜中，偏光片、增亮膜和扩散膜是显示面板的重要组成原材料，其中偏光片约占液晶面板总成本的14%左右，属成本占比较高的单种显示材料；背光模组的光学膜（增亮膜占比29%、扩散膜占比6%、反射膜占比2%）约占液晶面板总成本的15%左右。

光学膜行业概览

薄膜分为普通薄膜和高端薄膜，大规模应用在多个领域。

普通薄膜一般应用在包装、印刷等领域，需求占BOPET产量60%左右；高端薄膜广泛应用在目前的高新技术领域，包括平面显示、光伏、元器件离保膜等。

光学膜一种重要的高端薄膜，是指在光学元件或基板上，制镀或涂介电质膜或金属膜或两者的组合，以改变光的传递特性的膜。

光学膜是LCD面板最重要的原材料之一，随着平面显示行业向中国转移，国内对于光学膜的需求量持续上升。

同时，5G对消费电子以及半导体消费推动和光学元件以及基板相关的产业链的国产化均推动了相关膜产品消费。

光学膜产业链

中国光学膜行业上游主要为BOPET光学基膜、PVA膜、TAC膜、PET基膜、粒子等原材料，以及光学级涂布设备、UV固化机等生产设备；产业链下游包括背光模组、液晶模组等领域；终端消费则是液晶电视、笔记本电脑、平板电脑、手机等。

光学膜产业链图：

光学基膜市场格局

各类聚烯烃膜在半导体以及消费电子种具有广泛的应用，例如BOPET光学基膜可用于光学元件基膜，半导体MLCC用基膜以及各类光学元件用薄膜。

目前光学基膜市场呈现高度垄断格局，主要是日本企业供应全球，美国、韩国和中国台湾企业有一定供应，而中国大陆产量较少，基膜企业数量较少且产能较小。

为解决高端产品原料供应问题，目前国内领先企业纷纷布局技术难度最高的光学基膜，旨在打破日韩技术垄断，打造光学膜片产业链，为后续进口替代奠定基础。

根据新思界数据，日本可乐丽和合成化学占据全球70%市场份额，而中国大陆主要供应商仅有皖维高新，国产替代空间十分广阔。

TAC光学膜方面来看，根据立鼎产业研究中心数据，日本富士、柯尼卡美能达和瑞翁占据全球80%市场份额，中国大陆主要供应商仅有2家，新纶新材和合肥乐凯合肥乐凯约有1亿平米产线（包括光学聚脂薄膜、高性能聚酯薄膜、TAC膜、光学功能膜等）。

PMMA光学膜市场格忆方面，日本住友和东洋钢板占据98%市场份额，国内道明光学有部分产能主要供应公司自身微棱镜膜和复合板材生产，双象股份有竞争产能可应用于LED领域。

光学膜背光模组市场格局

在国内市场中，从光学膜生产规模来看，我国市场份额居前的光学膜本土生产企业主要包括双星新材、激智科技、康得新、航天彩虹、东材科技等公司。

在增亮膜领域，美国3M已逐渐退出中国电视用LCD增亮膜市场，专注开发手机用高端复合增亮膜，同时中国大陆增亮膜企业激智科技等销售收入不断提高。

在扩散膜和反射膜领域，日本惠和、智积电及本木实业、韩国SKC等日韩企业占约60%以上的市场份额。

而在偏光片领域，由日本日东电工、住友化学和韩国LG化学占据约80%市场份额，三利谱、盛波光电等占据20%市场份额。

在保护膜领域，由日本东丽、日本帝人、韩国SKC等外国公司掌控，国内企业包括长阳科技、裕兴股份、合肥乐凯等。

ITO领域主要厂商包括长信科技、莱宝高科、方兴科技和南玻A等。

光学膜国内代表厂商

整体来看，中国企业在全球光学膜行业的市场份额仍有较大上升空间。这主要是由于中国光学膜产业起步较晚，迄今仅二十多年的发展历史，产品结构主要集中在中低端，与国外企业尚有一定差距。

国内龙头双星新材采用切片-基材-膜片的全产业链竞争策略，突破被日韩垄断的最高行业壁垒——光学基膜技术，布局五大板块向下游延伸，做高端大品类膜。

长阳科技于2017年市场占有率首次达到全球第一后，以绝对的产能和技术优势保持领先，市场份额持续扩大，约占全球50%市场份额，完成了反射膜的进口替代。

激智科技主攻扩散膜和增亮膜，目前已打入三星、LG、海信、TC供应链；其复合膜产品也供应海信和TCL。

东材科技在电工聚酯薄膜和绝缘树脂领域处于国内领先地位，也是国内最早生产太阳能背板基膜的主要厂商之一。

聚酯薄膜行业发展情况 

近几年，我国聚酯薄膜行业高速发展，市场对聚酯薄膜的需求量逐年增加。根 据 BOPET 专委会的统计，2008 年我国聚酯薄膜的需求量为 58 万吨，2017 年的需求 量达到了 235 万吨，需求增加了 4 倍，年均复合增长率为 17%。 随着各类功能性聚酯薄膜的不断涌现，其应用领域也在不断拓展，但国内聚酯 薄膜行业呈现“低端产品过剩、高端产品不足”的结构性矛盾。

造成这种现象的主 要原因是：普通聚酯薄膜的需求量大，具备大规模生产的条件，且生产设备通用化， 生产工艺及技术要求低，行业门槛主要在资金投入上，属于资本密集型行业；特种 功能聚酯薄膜应用领域广泛，个性化需求明显，导致生产设备很难具有通用性，因此生产商常常需要向不同的供应商采购不同的设备，再自行进行组装和调试。通过 自行调试，利用同一生产线生产出不同规格、不同用途的产品是特种功能聚酯薄膜 生产商的核心竞争力之一。

此外，相比于普通聚酯薄膜的生产工艺条件和技术要求， 特种功能聚酯薄膜对生产工艺和技术水平有更高的要求，其行业进入技术壁垒较高， 目前国际上仅美国（如美国 3M）、日本（如东丽、帝人）、韩国（如韩国 SKC）、中 国（如长阳科技、航天彩虹、兰埔成、ST 康得新、合肥乐凯）等少数国家掌握了光 学膜等特种功能聚酯薄膜的生产加工制造技术，因此属于资金密集型和技术密集型 行业。随着国内少数特种功能聚酯薄膜生产商通过不断的技术研发及技术突破，不 断向高端薄膜产品进军，未来会逐渐依托产品技术优势和本土化优势抢占国际巨头 的市场份额，实现完全进口替代，提升我国聚酯薄膜产业的技术水平和市场地位。

聚酯薄膜行业未来发展趋势，综合性能不断提升，应用领域不断丰富。聚酯薄膜因其具有优异的物理性能、化学性能和力学性能，在各应用领域都表 现出了不可替代性，目前已广泛应用于包装、电工电子、平板显示、新能源、建筑 等领域。随着科学技术的不断发展，智能消费电子、航空航天、节能环保等一大批 新兴产业取得爆发式发展。普通聚酯薄膜已无法满足其性能品质要求，通过对聚酯 薄膜设计研发、生产工艺的不断摸索，根据不同的使用条件和要求，从不同的角度 对聚酯薄膜进行必要的改性以进一步提高其性能和品质，这将会大大丰富聚酯薄膜 产品的应用领域。

液晶显示行业消费类电子产品市场容量分析 

液晶显示（LCD）作为平板显示技术的一个分支，因其在性价比、分辨率、耗 电量、屏幕尺寸多样化、技术成熟度、制造工艺等多个关键性指标上占据优势，已 成为当前平板显示领域应用最广泛的技术和产品，占据了平板显示领域 90%以上的 市场份额。OLED 作为新型显示技术，由于量产技术尚未成熟、价格居高不下等原 因，在大尺寸应用领域方面仍然有很多难题尚待解决。而 TFT-LCD 在改善宽视角、 快速响应、对比度、黑底等方面做了很大改进，特别是采用量子点技术大幅提高了 色域，甚至超过了 OLED 的色域，这一大短板的补缺大大提升了 TFT-LCD 的竞争力。 未来随着液晶显示领域相关技术陆续突破以及在成本考量下不断更新发展，将有效 延长其技术生命周期和在显示行业的统治地位。如今的 TFT-LCD 亮度高、对比度好、 色域宽、分辨率高、成本低、寿命长、视角和响应时间基本满足人们的需求，成为 了主流显示技术。

目前，大尺寸 LCD 的应用主要集中在液晶电视、液晶显示器、移动电脑上，小 尺寸 LCD 主要用在手机、车载工控等方面，其中液晶电视是 LCD 应用的第一大应用 领域，其次为电脑产品，再次为手机、车载工控等消费类电子产品，因此，液晶电 视、电脑及手机行业的发展将决定液晶显示器用光学膜行业的发展。 

（1）全球 LCD 电视：出货量保持平稳，屏幕大尺寸是趋势 

① 全球 LCD 电视市场出货量保持平稳 

电视是 LCD 的第一大应用领域，全球 70%以上的面板产能应用于电视面板的生 产制造。根据 IHS Markit 对电视面板的出货量所做的统计及预测，在未来的一段时期内，全球电视出货量将进入较为平稳的增长期，OLED 电视虽然每年保持增长， 但是由于技术尚未成熟且成本居高不下，总体出货量与 LCD 电视相比微不足道。

② 屏幕大尺寸化是 LCD 电视的主流发展方向 

屏幕的大尺寸顺应消费升级的新趋势，已成为 LCD 电视的主流发展方向。根据 IHS Markit 对 LCD 电视的出货尺寸统计及预测，2015 年、2016 年和 2017 年，LCD 电视的平均尺寸分别为 39.2 英寸、41.4 英寸和 42.9 英寸，每年均有一定的上升 幅度。

全球电脑市场：出货量保持稳定 

① 台式机市场：市场规模保持稳定，向大尺寸方向推进

笔记本电脑：市场规模保持稳定

太阳能光伏行业市场容量分析

太阳能作为最具开发和应用前景的清洁可再生能源，已成为全世界新能源开发 的重要对象。全球太阳能开发规模迅速扩大，技术不断进步，成本不断降低，呈现 出良好的发展前景。随着光伏组件价格大幅下降，且太阳能转化效率得以提高，使 得太阳能光伏发电的商业化开发与应用成为可能，未来将从补充能源上升为替代能 源，进而成为主力能源。根据欧盟联合研究中心的预测，到 2040 年光伏发电将占 总电力的 20%以上。

按照 1GW 安装量对太阳能电池背板的需求量为 650 万平方米进 行估算，保守情形下对应的 2018-2022 年太阳能电池背板需求量分别为 5.85 亿平 方米、6.18 亿平方米、6.50 亿平方米、8.45 亿平方米和 9.75 亿平方米。乐观情 形下对应的 2018-2022 年太阳能电池背板需求量分别为 6.83 亿平方米、7.15 亿平 方米、7.48 亿平方米、9.10 亿平方米和 10.40 亿平方米。总体情况下太阳能电池 背板市场整体前景良好。

半导体照明行业市场容量分析

通用照明市场由以白炽灯、荧光灯、节能灯为代表的传统照明和 LED 照明两部 分组成，得益于 LED 的节能、环保及政府的政策支持，LED 照明正逐步替代传统照 明，得到了飞速的发展。

行业竞争

编辑：黄飞