Тъй като сгъваемите дисплеи стават все по-тънки, стъклото не може да бъде оптимизирано само за тънкост
Ултра{0}}тънкото стъкло или UTG се превърна във важен субстрат за сгъваеми дисплеи. След като бъде намалено до изключително малка дебелина, стъклото може да се огъне, като същевременно запазва добра прозрачност, плоскост на повърхността и тактилно качество.
Колкото по-тънко става обаче стъклото, толкова по-чувствително е то към драскотини, локализиран натиск и щети от удар. Капки, многократно прегъване и натиск от чужди частици могат да доведат до постепенно разширяване на микроскопичните дефекти и в крайна сметка да се превърнат в пукнатини.
Поради това ултра{0}}тънкото стъкло обикновено изисква допълнителен защитен слой. Конвенционалните полиетилентерефталатни или PET фолиа са зрели и сравнително лесни за обработка, но при често сгъване могат да се сблъскат с проблеми като намачкване, разслояване и намаляване на-дългосрочната оптична стабилност. Защитните материали от следващо-поколение трябва да правят нещо повече от това просто да покриват стъклената повърхност. Те трябва също така да осигурят укрепване, омекотяване и контрол на щетите.
Това е мястото, където полиуретановите покрития могат да предложат нови възможности.
Скорошно проучване, публикувано вНапредък в органичните покритиявъведе трифункционално полиетераминово-полиуретаново акрилатно или PEUA, UV-втвърдяващо се покритие, предназначено за директно нанасяне върху ултра-тънко стъкло.
При тестване ултратънкото стъкло с PEUA-покритие изпълни 200 000 цикъла на сгъване-навътре при радиус на огъване от 3 mm без видими гънки или разслояване на покритието. При по-сериозния радиус на огъване от 1,5 mm, покритието е избеляло под напрежение, но прозрачността му може да бъде възстановена чрез кратка термична обработка.
Как могат да се постигнат едновременно висок модул и висока якост?
Защитните материали за сгъваеми дисплеи са изправени пред фундаментално противоречие. Ако материалът е твърде твърд, той може да се напука по време на сгъване. Ако е твърде меко, може да не успее да поддържа стъклото адекватно и може да стане уязвимо на вдлъбнатини и трайни гънки.
PEUA смолата, разработена в проучването, е синтезирана основно от хидроксиетил акрилат, изофорон диизоцианат и полиетерамин, последвано от UV втвърдяване за образуване на омрежена мрежа.
Твърдите сегменти, формирани от IPDI, осигуряват структурна опора, спомагайки за подобряване на модула и устойчивостта на деформация. Гъвкавите полиетераминови вериги абсорбират и разсейват енергията, генерирана по време на огъване и удар, намалявайки локализираната концентрация на напрежение. Заедно тези компоненти създават баланс между твърдост и издръжливост.
Покритието поддържа оптична пропускливост от повече от 92% при дължина на вълната от 550 nm, достига модул на съхранение от приблизително 2,18 GPa и регистрира температура на преход в стъкло -от около 140 градуса. Слой на покритие с дебелина приблизително 40 μm увеличи височината на разрушаване при падане на химикалка-на ултра-тънкото стъкло с 16 cm.
Промяната в режима на отказ е особено забележителна. Когато незащитено ултра{1}}тънко стъкло е подложено на удар, то може да развие радиални пукнатини, които се разпространяват бързо по повърхността. След нанасянето на PEUA покритието е по-вероятно повредата да остане като локализирана вдлъбнатина без продължаващо разпространение на пукнатини.
Следователно покритието прави повече от добавяне на още един слой дебелина. Той променя начина, по който енергията на удара се прехвърля в подлежащото стъкло.
Фигура 2. Схема, показваща как полиуретаново акрилатно покритие може да разпредели напрежението на огъване върху ултра-тънка стъклена структура. AI-генерирано изображение; дебелината на слоя не е в мащаб.