宁波天璇新材料：用于微纳光学的光学胶产业化进展

11月15日艾邦在上海举办了第四届AR/VR产业链论坛。宁波天璇新材料总经理周宓出席了本次活动，并以《宁波天璇新材料：用于微纳光学的光学胶产业化进展》为题进行了分享。宁波天璇团队长期深耕在光学材料领域。本次论坛，宁波天璇周总主要围绕微纳光学胶解决方案进行讲解。

微纳光学胶在AR/VR领域的细分应用场景

微纳光学胶在AR/VR应用场景和时效中占很大的比例。微纳光学，是指微米及以下尺度，光学胶能够控制光的方向、强度和色谱。微纳光学胶可以分为两大类：一类是具有粘合力的胶水adhesive，第二类是涂层 coating 。

光学胶水起到粘合的作用，光学胶要求光可以在材料或介质中传播，如低折射率或高折射率胶水。主要分为点胶、打印型胶水和OCA光学胶膜。

Coating （涂层）可以进一步划分为硬基底和软基底，基底不同对应的工艺和产生的效果也不同。

硬基底涂层常见的包括玻璃晶圆、硅片或者树脂晶圆等。最重要的应用是光刻胶，按照应用场景可以将光刻胶分为半导体级别跟显示级别：半导体级别是指从百纳米级以下，包含ArF、 KrF、超透镜等；显示级别的涂层包括 overcoat、OC、colorfilter、光阻、色阻等。纳米压印作为新的硬基底涂层应用，发展非常迅速。按照尺寸从大到小，可以分为微透镜阵列、DOE、衍射光波导、纳米压印+刻蚀方案。其中纳米压印+刻蚀方案为现在卡脖子的 ArF、KrF 光刻胶提供了替代方案。
软基底指的一般是以PET、PC、TAC等各种膜材，做卷对卷压印制程或者软板、直板等的印刷，应用包含减反射涂层、防眩光涂层、液晶补偿膜、量子电膜等。

高折/低折材料

折射率是光在不同介质和真空中的传播速度之比，折射率越高，入射光发生折射的能力越强。不同折射率材料的匹配和选择，很大程度上决定了光前进的方向和它对应性能的强弱。

折光材料在现实生活中应用于很多场景，例如高折射率镜片、折光材料镀层的镜头、深宽比的3D光场直显、衍射光波导控制AR眼镜光路等，都是以折光材料作为核心来决定光场的分布和显示的强弱。

常见折光材料包括有机材料、无机材料或者有机/无机杂化材料。

无机折光材料的制备方法是物理溅射法，常见低折无机材料多为氧化硅、氟化镁，高折材料多为氧化钛、氧化铝等。
低折有机材料体系包括溶液凝胶法、含氟单体等，高折有机材料运用杂原子体系、硫化体系或高折纳米粒子。
有机或杂化体系的制备有化学合成、物理研磨、杂化配方体系、气相沉积等。
在应用上，低折材料可以用于AR减反射膜；高折材料用于Micro OLED/LED微透镜阵列的光学增透，还可通过提高材料折射率提高AR浮雕光栅的FOV，达到更好的光效。

从加工方式来讲，显示面板常用狭缝涂布的加工方式，表面微结构、卷对卷结构用压印或转印工艺，玻璃或硅晶圆用旋涂的工艺。

材料体系取决于应用场景和对应的要求。以光固化为主体可运用丙烯酸酯体；车载或有高耐受性的要求的材料体系选择有机硅或者环氧；由于环氧多为热固性材料，要提高材料的耐受性，需选择聚酰胺材料。

宁波天璇纳米压印胶产品阵列

宁波天璇在光学材料领域专注于折光材料的分子设计、合成和配方开发，核心竞争力除了配方外，还有自研的单体和分散技术，产品广泛应用于OLED显示、增强现实AR眼镜、光学模组等具有广阔前景的方向。

（1）高折射率涂层

天璇的高折射率涂层基于高折射率UV光固化树脂，可实现聚光、裸眼3D、减反射、眩光等功能。OLED在每个像素点上有一个类似蒙古包的微透镜阵列，以达到聚光的效果，并降低10-15%的能耗，显著增强出光效率。蒙古包形状上需要高低折搭配涂层，宁波天璇开发了自己的技术方案，跟客户配合得到很好的效果。

（2）低折射率涂层

宁波天璇的低折射率UV光固化树脂已被广泛应用于光纤涂覆、减反射涂层等方向。宁波天璇无溶剂型的低折材料折射率可以低至1.36。有溶剂型低折材料常用于AR眼镜，提供物理支撑，防止光线外溢，宁波天璇开发的材料折射率最低可达到1.24-1.25。

（3）纳米压印成型树脂解决方案

纳米压印技术具有工艺简单、低成本、高分辨率等优点，当前已广泛应用于晶圆级微纳光学器件加工，宁波天璇开发了一系列纳米压印树脂产品，对应衍射光波导的MLA、DOE、Diffuser 等，提供折射率 1.4 -1.9 的全系列材料，具有高透过率、低雾度、高耐候性等优点，是国内第一家可以满足全系列产品线对单一或多层材料需求的公司。

针对MLA和DOE市场，宁波天璇提供四款产品，折射率范围可从1.4 -1.7 （取决于客户在 MLA 上的结构设计），折射率越高，聚光能力越强，光学设计开发能力越强，宁波天璇可通过改变阿贝数来适应光学设计的需求。

（1）纳米压印胶-NP5003A

NP5003A是环氧体系的产品，可对标德国某友商的 x14 系列，应用于MLA和DOE ，光学性能和耐受性较好，工艺时间短，可以做到快速光固化。基于良好的性能， NP5003A在推出后便受到了客户测试跟推广方面欢迎。

（2）纳米压印胶-NP7007B

围绕 MLA 体系，如果要做折射率比较高的微透镜阵列，宁波天璇也是国内的第一家能够做到厚度在 50-100 微米的同时，满足1.7高折高透需求的公司。NP7007B 纳米压印胶提供具有1.7的高折射率，同时拥有高透光率等光学性能。压印胶具有很好的柔韧性，满足纳米压印多种加工工艺，在多种表面基材之上均有较好的成膜性，对于光效增强具有明显的提升。材料粘度可用溶剂调整，也可以按照客户的要求定制开发。

（3）针对衍射光波导市场的高折压印胶

纳米压印胶NP9302A型光学树脂提供具有1.9的高折射率，同时拥有高透光率等光学性能。压印胶具有很好的填充性，满足纳米压印多种结构。该款压印胶能够均匀稳定分布在树脂中。材料粘度可用溶剂调整，也可以按照客户的要求定制开发。

宁波天璇的产品已经在形貌、SEM 、光效、均匀性上达到和国外厂商同等的水平，在下游厂商验证也顺利推广中。

总的来说，在 VR 和 AR 领域，宁波天璇在可以提供1.2 -1.92 折射率的产品，实现整个体系的全覆盖。

在工艺方面，宁波天璇研发的材料包含无溶剂型和有溶剂型，可以配合下游进行热固化、 UV 加热固等工序；在生产方面，宁波天璇搭建了完备的生产线，产能充足。

宁波天璇新材料：用于微纳光学的光学胶产业化进展

宁波天璇研发实验室及生产线

本文来源宁波天璇新材料总经理周宓在艾邦第四届AR/VR产业论坛上的演讲，论坛可公开资料下载及视频回放，请关注公众号“艾邦VR产业资讯”后，回复“20231115”获取。

原文始发于微信公众号（艾邦VR产业资讯）：宁波天璇新材料：用于微纳光学的光学胶产业化进展

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