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柔性屏幕中薄膜知多少

2019-09-27

柔性屏幕,一般指柔性OLED。相较于传统屏幕,柔性屏幕优势明显,不仅体积更加轻薄,而且功耗低于原有器件,有助于提升设备的续航能力,同时基于其可弯曲、柔韧性佳的特性,其耐用程度也大大高于传统的屏幕和降低设备意外损伤的概率。


而早在1974 年,施乐帕洛阿尔托研究中心的Gyricon电子纸,让柔性显示屏的概念自此诞生。这种可以像纸一样弯曲,又能直接显示图像的材料自提出后一直都很吸引人,只是由于技术成本等问题,在很长一段时间都不能从实验室走出。在功能机时代,NEC、京瓷、索尼等厂商推出了类似折叠屏幕的电子产品。这种折叠屏手机更像是翻盖手机的变种,利用超窄边框+铰链设计,简单地将两块硬屏叠加在一起,其实这并不算真正的柔性折叠屏幕。


到2012年,柔性屏取得突破性进展,屏幕制造商 Plastic Logic制造出完全有塑料材料生产的柔性显示屏,并2013 年展示了和英特尔共同打造出的柔性屏手机 Morephones。

2013年,手机厂商索尼、三星几乎在同一时间对柔性屏幕投入相关技术研发。时隔五年时间折叠屏手机终于有突破性的实体展示在大众面前。历经几番周折,2018年10月,柔宇发布全球第一款折叠屏手机柔派,预计2019年,将有更多的手机厂商加入到柔性屏手机的研发和推广。那么柔性显示对于我们薄膜从业人员来看,涉及哪些种类的薄膜及材料呢?我们一起盘点。

 

聚酰亚胺薄膜(PI薄膜) 


柔性屏虽然可以实现弯曲,但如果频繁弯曲,就会出现如同金属纸张一样的疲劳问题。柔性屏幕如果多次弯曲加上长时间的使用,受到多次的压缩和拉伸应力后,屏幕中间可能会出现折痕损坏。此外,电路板、元器件在经受大量弯曲和非弯曲后,也可能导致折叠时受损或发生其他事故。现有的玻璃面板无法满足其高频率要求,手机厂商主要是用聚酰亚胺薄膜(透明PI膜)去替代现有玻璃盖板,CPI本身具有不错的可折叠性,但是PI材料无法满足硬度要求,需要在PI膜表面增加涂层来增强硬度。


透明聚酰亚胺薄膜全球专利申请量仅占全球聚酰亚胺薄膜专利申请量的9%左右,透明聚酰亚胺薄膜中国专利申请量也仅占中国聚酰亚胺薄膜专利申请量的2.6%左右。总体而言,透明聚酰亚胺薄膜领域的专利技术储备量偏低。全球范围内,具备CPI膜技术能力的厂家有Kolon,SKC和住友化学,国内参与透明聚酰亚胺薄膜研发的企业也陆续兴起。


聚酯薄膜(BOPET薄膜)


聚酯薄膜(BOPET薄膜)是很多柔性显示屏中多种功能膜的基膜或底膜,其中最常用的手机面板屏幕触控核心ITO薄膜(铟锡氧化物半导体透明导电膜),就是以BOPET薄膜为基材,在膜表面涂布导电材料铟锡氧化物制备,但是ITO的脆性不适用于柔性屏幕的应用。业内提出采用具有七项全能的纳米银线AgNWs来替代ITO做触控核心导电材料,但是纳米银线难做窄边框、蚀刻痕明显这些问题还需进一步改善。替代ITO的核心导电材料以纳米银导电膜为主,但纳米银导电膜的基材也是以BOPET薄膜为主。


在OLED弯曲过程中,为了防止屏幕的破损和折弯,一般需要在面板的底部黏贴一层保护膜,该保护膜具有较好的刚性,其基础材料也是BOPET薄膜。


环烯烃聚合物薄膜(COP薄膜)


由日本瑞翁公司开发生产一种早期应用于医疗的树脂,因其具备 高透明、低双折射率、低吸水、高刚性、高耐热、水蒸汽气密性好等特点,在一些特殊的高透明度和抗紫外线导电膜需求领域,采用COP薄膜替代BOPET作为基材。


液晶聚合物薄膜(LCP薄膜)


LCP塑胶原料全称Liquid CrystalPolymer,中文名称液晶聚合物,它是一种新型的高分子材料,在熔融态时一般呈现液晶性。LCP薄膜具备良好的高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等性能,同时相比PI薄膜具备更好的耐水性,因此是一种比PI膜更优异的薄膜类型。目前被广泛应用于柔性屏的排线、柔性手机的天线,扬声器的震膜等。


PE保护膜


除了防止面板弯折破损的保护膜外,在柔性屏的生产和运输流转过程中,需要一次性消耗较大量的聚乙烯作为基材的自粘保护膜,用于保护电子屏幕被异物刮花或中间环节污损等。常见的自粘性材料包括 EVA、超低密度聚乙烯、聚烯烃塑性体树脂。自粘保护膜的特点:加工流程简单;长时间使用无遗胶现象;材料成本较低;产品品种较少,应用于高档电子设备。


聚二甲基硅氧烷薄膜(PDMS薄膜)


PDMS薄膜属于一种高分子弹性聚合物薄膜,以聚二甲基硅氧烷为原料经特殊工艺制备。由于聚二甲基硅氧烷材料的特性,赋予了PDMS薄膜一定特异性能。弹性、低杨氏模量、优异的气体透过性、化学稳定性、热稳定性、低温柔韧性(-60~200℃保持优异性能)、全透明性、生物相容性。目前PDMS薄膜在疤痕贴、电子柔性器件、微流控芯片、、气体分离技术、智能能穿戴产品等中高端产品中均有不同程度的应用。


文章来源:中塑在线


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