高拉伸性、柔軟、透明的粘彈性薄膜用于柔性顯示器
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
柔性電子設(shè)備的發(fā)展促使顯示應(yīng)用的新材料開發(fā)。對于柔性顯示器來說，合適的透明粘彈性薄膜(CVF)對于粘合顯示器堆棧中的不同層至關(guān)重要，以便在重復(fù)折疊過程中提高可視化和耐用性。然而，通過克服許多相互矛盾的要求，如低模量/玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 和高粘性或高恢復(fù)性和良好的應(yīng)力松弛，將不同的性能整合到CVF中是具有挑戰(zhàn)性的。在這項工作中，夏劍輝教授團(tuán)隊使用具有雙模態(tài)鏈長分布的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN) 制備了一種CVF，并表現(xiàn)出若干有利的特性。該雙峰彈性體由短鏈聚氨酯(PU) 和長鏈聚丙烯酸酯組成。長鏈聚丙烯酸酯網(wǎng)絡(luò)提供了大量的纏結(jié)，賦予了拉伸性、粘附性和應(yīng)力松弛性，而短PU鏈網(wǎng)絡(luò)作為熵彈簧，主要貢獻(xiàn)于恢復(fù)性。實驗數(shù)據(jù)表明，在這兩個網(wǎng)絡(luò)之間存在著氫鍵相互作用和互鎖的聚合物鏈。當(dāng)IPN的成分被調(diào)整后，CVF可以同時實現(xiàn)良好的應(yīng)力松弛、大應(yīng)變(1000%) 下的高應(yīng)變恢復(fù)、高韌性、透明度和粘附性。此外，CVF顯示出低玻璃化溫度(-57°C) 和低儲存模量(室溫下20至30 kPa)。這是**份利用IPN概念制備具有良好平衡特性的CVF的報告。相關(guān)研究以“Highly Stretchable， Soft， and Clear Viscoelastic Film with GoodRecoverability for Flexible Display”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。1. 開發(fā)了一種具有低Tg和低模量、良好的粘附性以及在高應(yīng)變(1000%)下優(yōu)化的機(jī)械性能(包括應(yīng)力松弛和可恢復(fù)性)的CVF。2. 選擇通過混合長鏈聚丙烯酸酯和短鏈聚氨酯(PU)，然后獨(dú)立地將聚丙烯酸酯和乙烯基聚氨酯低聚物進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)來制備互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)材料。
圖文導(dǎo)讀
Figure 1. (a) Multilayer structure of display stack showing the CVF between functional optical layers. (b) Photograph of three-layered film, where the CVF was sandwiched between two polyimide (PI) films.
Figure 2. Schematic diagram of the PA/PU-IPN CVF fabrication process.
Figure 3. (a). FTIR spectra of the PA/10PU blend and PA0.06/10PU-IPN. (b) Theoretical and experimental calculated gel content of PA0.06-SN and PA0.06/PU-IPN with different PU amounts.
Figure 4. (a) SEM images of PA0.06/4PU-IPN and PA0.06/13PU-IPN after uniaxial stretching (scale bar = 10 μm). (b) Transmittance and haze of the PA0.06/PU-IPN with various amounts of PU after uniaxial stretching.
Figure 5. Variation of (a) G′ and G″ and (b) tan δ with the temperature of PA0.06-SN and PA0.06/PU-IPN with various PU contents. The Tg characterized by the temperature of peak tan δ was listed for various samples. (c) Photographs of the PA0.06/4PU-IPN sample being twisted at 20 and?30 °C.
Figure 6. (a) Stress?strain curve of the uniaxial tensile test， (b) toughness and fracture stress, (c) Mooney-Rivlin curves of the samples (strain stiffness was designated with an arrow on the plot where it goes through a minimum and strain hardening starts), and (d) the summary of Csoft, Chard, and Csoft/ Chard of PA0.06/PU-IPN with various PU contents.
Figure 7. Cyclic tensile results of PA0.06/10PU-IPN at (a) 500% and (b) 1000% strain. (c) Dependence of the hysteresis ratio on the number of cycles for the PA0.06/PU-IPN sample with various PU contents. (d) Photograph of PA0.06/10PU-IPN stretching and recovery after 10 min (scale bar = 30 mm). (e) The change of the residual strain after 10 min for the PA0.06/PU-IPN sample with various PU contents. (f) The hysteresis ratios of PA0.06-SN, PA0.06/4PU-IPN and PA0.06/10PU with various tensile strains.
Figure 8. Photographs and SEM images of the three-layered film (PA0.06/10PU-IPN CVF sandwiched between two PI films).
Figure 9. (a) 180° peeling force as a function of PU content， (b) schematic representing the debonding process of the CVF, and (c) the debonding force?distance curves of PA0.06/PU-IPN with various PU contents (25 °C， 30% RH).
Figure 10. (a) Experimental results (dotted line) and fitting results of (solid line) of stress?relaxation behavior with KWW function，(b) the characteristic parameters of relaxed stress and permanent stress，(c) the strain recovery behavior after relaxation, and (d) the strain recovery ratio and stress?relaxation ratio of PA0.06/PU-IPN with various amounts of the PU network in IPN.
在這項研究中，作者成功地制備了一種具有平衡特性的CVF，用于柔性顯示的應(yīng)用。該CVF具有一個由長鏈聚丙烯酸酯基質(zhì)和短鏈聚氨酯組成的相互滲透的雙峰網(wǎng)絡(luò)。CVF在很寬的溫度范圍內(nèi)(-30 至100°C)擁有低Tg和低模量。聚丙烯酸酯是輕度交聯(lián)的，為CVF的粘性成分做出了貢獻(xiàn)，它提供了變形后所需的應(yīng)力松弛和高粘合力的高能量耗散。聚氨酯網(wǎng)絡(luò)，連同其與聚丙烯酸酯的互鎖，主要貢獻(xiàn)于CVF的彈性成分，并提供了更好的可恢復(fù)性。此外，由于高分子量和氫鍵相互作用而產(chǎn)生的大量纏結(jié)導(dǎo)致了韌性的增加。目前正在研究其他材料和網(wǎng)絡(luò)的組合，以擴(kuò)大CVF的設(shè)計空間，并進(jìn)一步探索其在柔性設(shè)備中的應(yīng)用。Highly Stretchable, Soft, and Clear Viscoelastic Film with Good Recoverability for Flexible Display，https://doi.org/10.1021/acsami.2c11141
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。
卷柔新技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動力，通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
