Ponieważ składane wyświetlacze stają się coraz cieńsze, szkła nie da się zoptymalizować wyłącznie pod kątem grubości
Ultra{0}}cienkie szkło (ang. UTG) stało się ważnym podłożem dla składanych wyświetlaczy. Szkło po zredukowaniu do wyjątkowo małej grubości może się wyginać, zachowując przy tym dobrą przezroczystość, płaskość powierzchni i jakość dotyku.
Jednak im cieńsze staje się szkło, tym jest ono bardziej wrażliwe na zarysowania, miejscowy nacisk i uszkodzenia spowodowane uderzeniami. Krople, wielokrotne składanie i nacisk ciał obcych mogą powodować stopniowe rozszerzanie się mikroskopijnych defektów, które ostatecznie przekształcą się w pęknięcia.
Dlatego-ultracienkie szkło zwykle wymaga dodatkowej warstwy ochronnej. Konwencjonalne folie z politereftalanu etylenu, czyli PET, są dojrzałe i stosunkowo łatwe w obróbce, ale przy częstym składaniu mogą pojawiać się problemy, takie jak marszczenie, rozwarstwianie i spadek-długoterminowej stabilności optycznej. Materiały ochronne nowej-generacji muszą oferować więcej niż tylko pokrycie szklanej powierzchni. Muszą także zapewniać wzmocnienie, amortyzację i kontrolę uszkodzeń.
W tym miejscu powłoki poliuretanowe mogą oferować nowe możliwości.
Niedawne badanie opublikowane wPostęp w powłokach organicznychwprowadziła trójfunkcyjną powłokę-na bazie polieteroaminy, czyli PEUA, utwardzalną promieniami UV-powłokę przeznaczoną do bezpośredniego nakładania na-ultracienkie szkło.
W testach ultracienkie szkło PEUA-powlekane- przeszło 200 000-cykli składania do wewnątrz przy promieniu zgięcia 3 mm bez widocznych fałd i rozwarstwień powłoki. Przy większym promieniu zgięcia wynoszącym 1,5 mm powłoka wybieliła pod wpływem naprężeń, ale jej przezroczystość można było przywrócić poprzez krótką obróbkę cieplną.
W jaki sposób można jednocześnie osiągnąć wysoki moduł i wysoką wytrzymałość?
Materiały ochronne do składanych wyświetlaczy stoją w obliczu zasadniczej sprzeczności. Jeśli materiał jest zbyt sztywny, może pęknąć podczas składania. Jeśli będzie zbyt miękka, może nie podtrzymać odpowiednio szkła i stać się podatna na wgniecenia i trwałe zagniecenia.
Żywicę PEUA opracowaną w ramach badania zsyntetyzowano głównie z akrylanu hydroksyetylu, diizocyjanianu izoforonu i polieteroaminy, a następnie utwardzano promieniami UV w celu utworzenia usieciowanej sieci.
Sztywne segmenty utworzone z IPDI zapewniają wsparcie strukturalne, pomagając poprawić moduł i odporność na odkształcenia. Elastyczne łańcuchy polieteroaminowe pochłaniają i rozpraszają energię powstającą podczas zginania i uderzenia, redukując lokalną koncentrację naprężeń. Razem te elementy tworzą równowagę pomiędzy sztywnością i wytrzymałością.
Powłoka zachowała przepuszczalność optyczną ponad 92% przy długości fali 550 nm, osiągnęła moduł zachowawczy około 2,18 GPa i zarejestrowała temperaturę zeszklenia-około 140 stopni. Warstwa powłoki o grubości około 40 μm zwiększyła odporność-na uderzenie pióra w ultracienkim szkle-o 16 cm.
Na szczególną uwagę zasługuje zmiana trybu awaryjnego. Kiedy niezabezpieczone ultracienkie szkło- zostanie poddane uderzeniu, mogą powstać promieniowe pęknięcia, które szybko rozprzestrzeniają się po powierzchni. Po nałożeniu powłoki PEUA było bardziej prawdopodobne, że uszkodzenie pozostanie w postaci miejscowego wgniecenia, bez dalszej propagacji pęknięć.
Dlatego powłoka nie tylko dodaje kolejną warstwę grubości. Zmienia sposób przenoszenia energii uderzenia na szkło znajdujące się pod spodem.
Rysunek 2. Schemat przedstawiający, jak powłoka poliuretanowo-akrylanowa może rozkładać naprężenia zginające w-ultracienkiej strukturze szkła. obraz wygenerowany przez sztuczną inteligencję-; Grubość warstw nie jest zgodna ze skalą.