Ker se zložljivi zasloni tanjšajo, stekla ni mogoče optimizirati samo za tankost
Ultra{0}}tanko steklo ali UTG je postalo pomemben substrat za zložljive zaslone. Po zmanjšanju na izredno majhno debelino se lahko steklo upogne, pri tem pa ohrani dobro prosojnost, ravnost površine in kakovost na otip.
Tanjše kot postane steklo, bolj je občutljivo na praske, lokalne pritiske in udarce. Padci, ponavljajoče se zvijanje in pritisk tujih delcev lahko povzročijo, da se mikroskopske napake postopoma razširijo in se sčasoma razvijejo v razpoke.
Ultra{0}}tanko steklo zato običajno zahteva dodatno zaščitno plast. Običajne folije iz polietilen tereftalata ali PET so zrele in jih je razmeroma enostavno obdelati, vendar se pri pogostem zgibanju lahko pojavijo težave, kot so gubanje, razslojevanje in upad-dolgotrajne optične stabilnosti. Zaščitni materiali naslednje-generacije morajo storiti več kot zgolj prekriti stekleno površino. Zagotoviti morajo tudi ojačitev, blaženje in nadzor nad poškodbami.
Tu lahko poliuretanski premazi ponudijo nove možnosti.
Nedavna študija, objavljena vNapredek v organskih premazihje predstavil trifunkcionalni poliuretanski akrilat na osnovi polieteramina-ali PEUA, UV-strdljiv premaz, zasnovan za neposredno nanašanje na ultra-tanko steklo.
Med preskušanjem je ultra-prevlečeno steklo PEUA opravilo 200.000 ciklov zgibanja navznoter- pri polmeru upogibanja 3 mm brez vidnega gubanja ali razslojevanja premaza. Pri močnejšem upogibnem polmeru 1,5 mm je prevleka razvila napetostno beljenje, vendar je bila njena prosojnost s kratko termično obdelavo povrnjena.
Kako je mogoče hkrati doseči visok modul in visoko žilavost?
Zaščitni materiali za zložljive zaslone se soočajo s temeljnim protislovjem. Če je material preveč tog, lahko med zlaganjem poči. Če je premehko, morda ne bo ustrezno podprlo stekla in lahko postane občutljivo na vdolbine in trajne gube.
Smola PEUA, razvita v študiji, je bila sintetizirana predvsem iz hidroksietil akrilata, izoforon diizocianata in polieteramina, čemur je sledilo UV utrjevanje, da se je oblikovala zamrežena mreža.
Togi segmenti, oblikovani iz IPDI, zagotavljajo strukturno podporo, pomagajo izboljšati modul in odpornost proti deformacijam. Fleksibilne polieteraminske verige absorbirajo in razpršijo energijo, ki nastane med upogibanjem in udarcem, s čimer se zmanjša lokalizirana koncentracija napetosti. Te komponente skupaj ustvarjajo ravnovesje med togostjo in žilavostjo.
Prevleka je ohranila več kot 92-odstotno optično prepustnost pri valovni dolžini 550 nm, dosegla modul shranjevanja približno 2,18 GPa in zabeležila temperaturo stekla-prehoda približno 140 stopinj. Plast prevleke, debela približno 40 μm, je povečala višino padca peresa ultra-tankega stekla za 16 cm.
Posebej omembe vredna je sprememba načina okvare. Ko je nezaščiteno ultra{1}}tanko steklo izpostavljeno udarcem, lahko nastanejo radialne razpoke, ki se hitro razširijo po površini. Po nanosu PEUA prevleke je bolj verjetno, da bo poškodba ostala kot lokalizirana vdolbina brez nadaljnjega širjenja razpoke.
Prevleka torej naredi več kot le dodaten sloj debeline. Spreminja način prenosa energije udarca v spodnje steklo.
Slika 2. Shema, ki prikazuje, kako lahko poliuretanski akrilatni premaz porazdeli upogibno napetost po ultra-tanki stekleni strukturi. AI-ustvarjena slika; debeline plasti niso v merilu.