Katlanabilir Ekranlar İnceldikçe Cam Tek Başına İncelik İçin Optimize Edilemez
Ultra-ince cam veya UTG, katlanabilir ekranlar için önemli bir alt tabaka haline geldi. Son derece küçük bir kalınlığa indirildikten sonra cam, iyi şeffaflığı, yüzey düzlüğünü ve dokunma kalitesini korurken bükülebilir.
Ancak cam ne kadar incelirse çizilmelere, lokal basınca ve darbe hasarına karşı o kadar hassas olur. Düşmeler, tekrarlanan katlamalar ve yabancı parçacıkların baskısı, mikroskobik kusurların yavaş yavaş genişlemesine ve sonunda çatlaklara dönüşmesine neden olabilir.
Ultra-ince cam bu nedenle normalde ek bir koruyucu katman gerektirir. Geleneksel polietilen tereftalat veya PET filmler olgundur ve işlenmesi nispeten kolaydır, ancak sık katlanmaları durumunda kırışma, katmanlara ayrılma ve uzun-dönemde optik stabilitenin azalması gibi sorunlarla karşılaşabilirler. Yeni-nesil koruyucu malzemelerin cam yüzeyi kaplamaktan daha fazlasını yapması gerekiyor. Ayrıca takviye, yastıklama ve hasar kontrolü sağlamalıdırlar.
Poliüretan kaplamaların yeni olanaklar sunabileceği yer burasıdır.
Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmaOrganik Kaplamalarda İlerlemeultra-ince cama doğrudan uygulama için tasarlanmış, üç işlevli polieteramin-bazlı poliüretan akrilat veya PEUA, UV-kürlenebilir kaplamayı tanıttı.
Testlerde, PEUA-kaplamalı ultra-ince cam, gözle görülür bir kırışıklık veya kaplamada katmanlara ayrılma olmaksızın 3 mm'lik bir bükülme yarıçapında 200.000 içe doğru-katlama döngüsünü tamamladı. 1,5 mm'lik daha ciddi bükülme yarıçapı altında, kaplamada stres beyazlaması oluştu, ancak kısa süreli ısıl işlemle şeffaflığı geri kazanılabildi.
Yüksek Modül ve Yüksek Tokluğa Aynı Anda Nasıl Ulaşılabilir?
Katlanabilir ekranlara yönelik koruyucu malzemeler temel bir çelişkiyle karşı karşıyadır. Malzeme çok sertse katlama sırasında çatlayabilir. Çok yumuşak olması durumunda, camı yeterince destekleyemeyebilir ve girintilere ve kalıcı kırışmalara karşı savunmasız hale gelebilir.
Çalışmada geliştirilen PEUA reçinesi öncelikle hidroksietil akrilat, izoforon diizosiyanat ve polieteraminden sentezlendi, ardından çapraz bağlı bir ağ oluşturmak için UV kürleme yapıldı.
IPDI'den oluşturulan sert bölümler yapısal destek sağlayarak modülün ve deformasyona karşı direncin iyileştirilmesine yardımcı olur. Esnek polieteramin zincirleri, bükülme ve darbe sırasında oluşan enerjiyi emip dağıtarak lokal stres konsantrasyonunu azaltır. Bu bileşenler birlikte sertlik ve dayanıklılık arasında bir denge oluşturur.
Kaplama, 550 nm dalga boyunda %92'den fazla optik geçirgenliği korudu, yaklaşık 2,18 GPa'lık bir depolama modülüne ulaştı ve yaklaşık 140 derecelik bir cam-geçiş sıcaklığı kaydetti. Yaklaşık 40 μm kalınlığındaki bir kaplama katmanı, ultra-ince camın kalem-düşme darbesi kırılma yüksekliğini 16 cm artırdı.
Arıza modundaki değişiklik özellikle dikkat çekicidir. Korunmasız ultra-ince cam darbeye maruz kaldığında, yüzeye hızla yayılan radyal çatlaklar oluşabilir. PEUA kaplama uygulandıktan sonra hasarın, çatlak ilerlemesi devam etmeden lokalize bir girinti olarak kalma olasılığı daha yüksekti.
Bu nedenle kaplama, başka bir kalınlık katmanı eklemekten daha fazlasını yapar. Darbe enerjisinin alttaki cama nasıl aktarıldığını değiştirir.
Şekil 2. Bir poliüretan akrilat kaplamanın bükülme gerilimini ultra-ince bir cam yapı boyunca nasıl dağıtabileceğini gösteren şematik. AI-oluşturulan görüntü; katman kalınlıkları ölçekli değildir.