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柔性屏幕,薄膜材料应用知多少?

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,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。

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。

那么柔性屏幕涉及哪些种类的薄膜材料呢?我们一起盘点。

透明聚酰亚胺薄膜(CPI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CPI薄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。

CPI薄膜全球专利申请量仅占全球PI薄膜专利申请量的9%左右,我国专利申请量仅占2.6%左右。总体而言,CPI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CPI薄膜研发的企业也陆续兴起。

聚酯薄膜(BOPET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粘贴一层保护膜,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PE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:高弹性、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。

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