抗反射薄膜 AR Coating、AG Coating - 股票

在大太陽底下用平板電腦、晴天時在家看電視沒拉窗簾，陽光都會在面板上反射，讓你看
不清楚。為了解決這個問題，面板廠和玻璃廠想出了很多方法。

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用破壞性干射來抗反射：
http://www.nidek-intl.com/coating/images/about_ar.gif


把表面霧化讓眩光散射，讓反射不會刺眼：
http://ppt.cc/GWIS


但是這兩個方法各有缺點。




用破壞性干射來抗反射，一層抗反射膜只能破壞特定波長的光及與它波長相近的光。舉例

來說，人眼的可見光可粗分成「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫」，如果是針對綠光的抗反

射膜，那只對黃、綠、藍的抗反射效果較好。這種面板還是會反射大量的紅光和紫光。

當然，可以鍍好幾層抗反射膜來破壞各種不同波長的反射光，但是這樣製程複雜且昂貴，

而且還是沒辦法平均削弱各種顏色的光。你可以拿顆有多層抗反射膜的照像機鏡頭，把它

拿到陽光下，看看是否仍會反射出紅光或紫光。



把表面霧化讓眩光散射，有一個很直接的缺點，那就是面板表面看起來會霧霧的。
http://image.funmakr.com/files/media/p/1/0/5/0/4/0/1/p1050401.jpg

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要如何兼顧抗反射和玻璃表面的質感呢？

蛾說：「讓光不會反射不就好了！看看我的眼睛吧，光幾乎無法從我的眼睛反射喔~」
http://photocdn.sohu.com/20080226/Img255361589.jpg

因為蛾眼表面那些略小於光的波長的凸起物，可以讓反射現象消失，並且不會造成散射。


夏普參考蛾眼，做出了抗反射鍍膜，並申請了專利。


http://finance.people.com.cn/BIG5/n/2012/1031/c349964-19447651.html
新聞(這篇新聞資料蠻豐富的，且有很多插圖，我就不重複它的內容了)

http://www.google.com/patents/US20120234794
專利文件

突起物照片：
http://patentimages.storage.googleapis.com/US20120234794A1/US20120234794A1-20120920-D00001.png

上圖數據：
180nm<p<420nm
380nm<q<410nm
0.15≦r/p≦0.60

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講解一下技術原理：

為什麼會反光？

當光從一個透明物體進入另一個透明物體時，如果這兩個物體的折射率不同，那光就會在

這兩個物體的介面發生反射。這兩個物體的折射率差距越大，反射就會越嚴重。

反射率=(兩物體折射率之差/兩物體折射率之合)^2


空氣的折射率是1，玻璃的折射率是1.5，所以它們之間存在一個折射率差距0.5的介面。

所以光從空氣進到玻璃時的反射率為(0.5/2.5)^2=0.04，也就是4%

(如果是窗戶玻璃，玻璃背面也和空氣接觸，所以也會有4%的反射率，所以總的來講，玻璃

反射率為8%，SONY有針對這個問題提出解決方案，但是為了舉例解說方便，以下文字還是

只針對玻璃正面的反射率)


如果在玻璃表面鍍一層折射率介於1~1.5之間的材料，雖然因此多了一個介面，但是如果這

兩個界面的反射率的加總，小於4%，那就是有意義的抗反射鍍膜。


雖然經過數學運算，算出最好的抗反射鍍膜材料是折射率1.23的東西，但可惜在這個折射

率還沒找到便宜又耐用的材料。現在比較常見的是用折射率1.38的MgF2或1.45的SiO2，也

有人用鐵氟龍(Teflon)來做抗反射膜。
http://www.clearcoatlens.com/product/



我用MgF2來舉例：

光從空氣進到MgF2時的反射率為(0.38/2.38)^2=0.025
光從MgF2進到玻璃時的反射率為(0.12/2.88)^2=0.0017

所以總反射率=0.025+0.0017=0.0267，也就是2.67%，比沒有鍍膜的4%明顯降低了。


各材料折射率一覽表：
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_refractive_indices


後來，有人想到，那我如果鍍多層膜，效果會不會比只鍍一層好？

多層膜理論上可以在玻璃表面鍍一層折射率1.4的材料，然後再鍍一層折射率1.3的材料，

然後再鍍一層折射率1.2的材料，然後再鍍一層折射率1.1的材料。

這五個折射率差距0.1的介面，它們的反射加總會比只鍍一層折射率為1.38的更小。


所以以此類推，鍍50個折射率差距0.01的膜，效果又會更好。

但是很殘酷的是，鍍多層膜工序複雜且良率低，成本很高。


所以後來發現蛾眼表面的小凸起物，可以讓折射率呈連續性變化，直接達到多層膜的效果

，讓人讚嘆造物主的偉大。




科學家也順便做了各種不同型狀的凸起物的抗反射效果比較：
http://image.astamuse.com/image/JP/2012/037/670/A/000005.png
上圖是「折射率連續變化」的示意圖。

這些凸起物非常小，它可以讓反射消失，不會霧化面板，質感很好。

大顆的凸起物只會讓光散射，讓面板變霧霧的，質感很差。


這些小突起物要做得多小，效果會比較好呢？

重點不在這些小凸起物的大小，重點是兩個凸起物的間距。凸起物的間距略小於可見光的

波長效果最好。如果間距太小，光會以為這些凸起物不存在，這個物理現像會消失Q_Q

另外，凸起物的高度如果小於光的波長的四分之一，這個物理現像也會消失Q_Q

至於為什麼會這樣，那可能要去查電磁學的書了。(在「討論電磁波碰到小於波長的障礙物

時的行為」的章節)(可見光也是一種電磁波)

這篇PDF檔就在討論「兩個凸起物的間距」和抗反射效果的關係：
http://gea.df.uba.ar/CFs/lect3.pdf

對「小凸起物的抗反射效果」議題有興趣，可以搜尋關鍵字

broadband antireflection gratings，可以找到很多相關paper。


NSG也有這類的技術：

縮網址：
http://ppt.cc/Tf7W
原網址：
http://www.nsg.co.jp/ja-jp/our-businesses/specialtyglass/other-products-and-technique/solgel-nano-in-print

大日本印刷也有類似技術：
http://patent.astamuse.com/ja/published/JP/No/2012037670


但是這種小凸起物的尖端很脆弱，如果拿來做觸控面板，每天在那邊摸來摸去，尖端可能

會磨損Q_Q，所以如果可以找到便宜又耐用的材料來做小凸起，那就太棒了。
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另外，apple也說要用「原子等級的精密度做抗反射鍍膜」，並將這種鍍膜用在iMac上。


從下面這張2011年與2012年版的iMac比較的新聞圖片來看，它的抗反射是有明顯的進步。

縮網址：
http://ppt.cc/07Cs

原網址：
http://images.techhive.com/images/article/2013/01/imac2012_glare_comparison-100021891-large.jpg
右邊那台，並沒有變霧霧的，它直接讓反射降低了很多。所以面板看起來比較黑。


在apple的官網上，有介紹這個技術。
http://www.apple.com/imac/design/

他稱此技術為 "plasma deposition"，我個人猜測是一種濺鍍(sputtering)技術。但是，

是不是也把鍍膜材料鍍成蛾眼的形狀或其他形狀，這我就不知道了......



註：濺鍍(sputtering)

下面影片是把奈米銀，濺鍍到布上。影片有中文字幕。
http://www.youtube.com/watch?v=M77iGW-SudQ

把奈米銀和布放在真空容器中。容器外面用電力產生電磁場。然後把離子注入容氣中，用

磁場操控離子，讓離子高速撞擊奈米銀。銀的奈米微粒就會噴濺到布上。


所以你只要把奈米銀改成「抗反射塗料」，布改成「玻璃」。就可以用濺鍍來做抗反射鍍

膜了。

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