Поскольку складные дисплеи становятся тоньше, стекло не может быть оптимизировано только ради тонкости
Ультра-тонкое стекло (UTG) стало важной основой для складных дисплеев. После уменьшения толщины до чрезвычайно малой толщины стекло может гнуться, сохраняя при этом хорошую прозрачность, плоскостность поверхности и тактильные качества.
Однако чем тоньше становится стекло, тем более чувствительно оно к царапинам, локальному давлению и ударным повреждениям. Падения, многократное сгибание и давление посторонних частиц могут привести к постепенному расширению микроскопических дефектов и со временем перерастанию в трещины.
Поэтому сверхтонкое стекло обычно требует дополнительного защитного слоя. Обычные пленки из полиэтилентерефталата, или ПЭТ, являются зрелыми и относительно простыми в обработке, но при частом складывании могут возникнуть такие проблемы, как сминание, расслоение и снижение долгосрочной-оптической стабильности. Защитные материалы следующего-поколения должны делать больше, чем просто покрывать поверхность стекла. Они также должны обеспечивать усиление, амортизацию и защиту от повреждений.
Именно здесь полиуретановые покрытия могут открыть новые возможности.
Недавнее исследование, опубликованное вПрогресс в области органических покрытийпредставила трехфункциональное полиуретанакрилатное-на основе полиэфирамина или PEUA, отверждаемое УФ-излучением-покрытие, предназначенное для прямого нанесения на сверх-тонкое стекло.
В ходе испытаний ультратонкое стекло с-покрытием PEUA-выдержало 200 000 циклов складывания внутрь-с радиусом изгиба 3 мм без видимых складок или расслоения покрытия. При более жестком радиусе изгиба 1,5 мм покрытие вызывало побеление под напряжением, но его прозрачность можно было восстановить путем кратковременной термической обработки.
Как можно одновременно достичь высокого модуля упругости и высокой прочности?
Защитные материалы для складных дисплеев сталкиваются с фундаментальным противоречием. Если материал слишком жесткий, он может треснуть при складывании. Если он слишком мягкий, он может не поддерживать стекло должным образом и стать уязвимым для вмятин и необратимых складок.
Смола PEUA, разработанная в ходе исследования, была синтезирована в основном из гидроксиэтилакрилата, изофорондиизоцианата и полиэфирамина с последующим УФ-отверждением с образованием сшитой сетки.
Жесткие сегменты, изготовленные из IPDI, обеспечивают структурную поддержку, помогая улучшить модуль упругости и устойчивость к деформации. Гибкие цепи из полиэфирамина поглощают и рассеивают энергию, возникающую при изгибе и ударе, снижая концентрацию локализованного напряжения. Вместе эти компоненты создают баланс между жесткостью и прочностью.
Покрытие сохраняло оптическое пропускание более 92% на длине волны 550 нм, достигало модуля упругости примерно 2,18 ГПа и регистрировало температуру стеклования около 140 градусов. Слой покрытия толщиной примерно 40 мкм увеличил высоту удара пера при падении-ультра-тонкого стекла на 16 см.
Особенно примечательно изменение режима отказа. Когда незащищенное ультра-тонкое стекло подвергается удару, на нем могут образовываться радиальные трещины, которые быстро распространяются по поверхности. После нанесения покрытия PEUA повреждение, скорее всего, останется в виде локализованной вмятины без дальнейшего распространения трещин.
Таким образом, покрытие делает больше, чем просто добавляет еще один слой толщины. Это меняет способ передачи энергии удара в нижележащее стекло.
Рисунок 2. Схема, показывающая, как полиуретан-акрилатное покрытие может распределять напряжение изгиба по сверх-тонкой стеклянной конструкции. изображение, созданное-ИИ; Толщина слоев не в масштабе.