S tím, jak se skládací displeje ztenčují, nelze sklo optimalizovat pouze pro tenkost
Ultra{0}}tenké sklo neboli UTG se stalo důležitým substrátem pro skládací displeje. Po zmenšení na extrémně malou tloušťku se sklo může ohýbat při zachování dobré průhlednosti, rovinnosti povrchu a hmatové kvality.
Čím je však sklo tenčí, tím je citlivější na poškrábání, lokální tlak a poškození nárazem. Kapky, opakované skládání a tlak cizích částic mohou způsobit postupné rozšiřování mikroskopických defektů a nakonec se rozvinout v praskliny.
Ultra{0}}tenké sklo proto obvykle vyžaduje další ochrannou vrstvu. Konvenční polyethylentereftalátové nebo PET fólie jsou vyzrálé a relativně snadno zpracovatelné, ale při častém skládání mohou narazit na problémy, jako je mačkání, delaminace a zhoršující se dlouhodobá -optická stabilita. Ochranné materiály nové{4}}generace musí dělat víc než jen pokrýt povrch skla. Musí také poskytovat vyztužení, odpružení a kontrolu poškození.
Zde mohou polyuretanové nátěry nabídnout nové možnosti.
Nedávná studie publikovaná vPokrok v organických nátěrechpředstavila trifunkční polyetheraminový-polyuretanakrylátový nebo PEUA, UV-vytvrditelný povlak určený pro přímou aplikaci na ultra-tenké sklo.
Při testování dokončilo -ultratenké sklo s povlakem PEUA{1}} 200 000 cyklů skládání směrem dovnitř- při poloměru ohybu 3 mm bez viditelného rýhování nebo delaminace povlaku. Při silnějším poloměru ohybu 1,5 mm došlo u povlaku k vybělení napětím, ale jeho průhlednost mohla být obnovena krátkým tepelným zpracováním.
Jak lze dosáhnout vysokého modulu a vysoké houževnatosti současně?
Ochranné materiály pro skládací displeje čelí zásadnímu rozporu. Pokud je materiál příliš tuhý, může při skládání prasknout. Pokud je příliš měkký, může selhat při dostatečné podpoře skla a může být náchylný k promáčknutí a trvalému pomačkání.
Pryskyřice PEUA vyvinutá ve studii byla syntetizována primárně z hydroxyethylakrylátu, isoforondiisokyanátu a polyetheraminu, po které následovalo UV vytvrzení za vzniku zesíťované sítě.
Tuhé segmenty vytvořené z IPDI poskytují strukturální podporu a pomáhají zlepšit modul a odolnost proti deformaci. Flexibilní polyetheraminové řetězce absorbují a rozptylují energii generovanou během ohýbání a nárazu, čímž snižují koncentraci lokálního napětí. Společně tyto komponenty vytvářejí rovnováhu mezi tuhostí a houževnatostí.
Povlak si udržel optickou propustnost více než 92 % při vlnové délce 550 nm, dosáhl úložného modulu přibližně 2,18 GPa a zaznamenal teplotu skelného -přechodu přibližně 140 stupňů. Povlaková vrstva o tloušťce přibližně 40 μm zvýšila výšku ultratenkého skla při -padnutí pera- o 16 cm.
Zvláště pozoruhodná je změna režimu selhání. Když je nechráněné ultra-tenké sklo vystaveno nárazu, mohou na něm vzniknout radiální praskliny, které se rychle šíří po povrchu. Po nanesení PEUA povlaku bylo pravděpodobnější, že poškození zůstane jako lokalizované promáčknutí bez pokračujícího šíření trhlin.
Povlak tedy dělá více, než přidává další vrstvu o tloušťce. Mění způsob přenosu energie nárazu do spodního skla.
Obrázek 2. Schéma znázorňující, jak může polyuretanový akrylátový povlak distribuovat ohybové napětí přes ultra-tenkou strukturu skla. AI-vygenerovaný obrázek; tloušťky vrstev nejsou v měřítku.