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可弯曲的玻璃——柔性玻璃

发布时间: 2019-03-07 14:29:00   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

当前,新一代电子产品逐渐向轻薄化、智能化方向发展,尤其是在可穿戴电子设备、新一代智能手机及曲面显示技术,逐渐对柔性显示屏幕材料提出了更高的要求。在此基础上,超柔韧的玻璃材料的出现为柔性屏幕材料的开发和应用提供了新思路。

众所周知,玻璃是一种脆性材料,有着高透明性、耐热性、电绝缘性、化学稳定性和抗气性的优点,但易碎易裂的问题限制了其在电子显示领域的应用。但是当玻璃厚度≤0.1毫米时,人们突然发现玻璃变得柔韧起来,甚至可以随意的弯曲卷绕,这种超薄的玻璃又被称为柔性玻璃。

柔性玻璃不仅具有玻璃的基本特性,还具有超薄轻质、耐冲击、耐高温、可加工性等特点。因此在显示器面板、柔性显示基板、智能表面、ITO导电膜玻璃基板、OLED照明和柔性太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。

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康宁公司生产的柔性玻璃

目前,显示器产业正处于转折点,从以往的大尺寸向薄型轻量化、曲面屏柔性化。其中曲面显示器的屏幕弧面设计,这让画面立体而真实,是显示器行业发展的重要方向。传统聚合物柔性基板,这种材质具有成本低、柔韧性好、不易碎等优点,但实际应用中存在可见光透过率低、易老化、热稳定性差等缺点。国外已有不少企业开始将柔性玻璃应用于显示器基板,由于柔性玻璃表面光滑度和可见光透过率高,这有助于曲面显示器画面更加清晰真实,同时其耐热性好、化学性能稳定的优点,又有利于封装有机电致发光面板等元器件,避免元器件不会受到外界环境中的水份渗入和氧化侵蚀。

国外柔性玻璃已初步实现产业化。2012年美国康宁公司采用了自主开发的熔融溢流下拉和高温滚压技术制备出0.1mm厚的柔性玻璃,化学钢化处理后拥有高强轻质、高韧性、低成本、耐500℃高温等特点。2013年德国肖特公司批量供应25~100微米厚的卷状超薄玻璃,其产品宽度可达50厘米,长度可达数百米。2014年日本旭硝子电子公司采用浮法工艺制备出厚度0.1毫米的无碱超薄柔性玻璃,并采用溢流法实现厚度仅有0.05毫米、宽度为800毫米、长度超过100米的卷状超薄柔性玻璃。

国内的柔性玻璃研究起步较晚,还没有实现产业化。工业化产品还是仅能达到超薄玻璃的范畴,即厚度和柔韧性还达不到要求。在超薄玻璃领域的佼佼者洛玻集团,2015年3月洛玻集团浮法工艺制备出0.2毫米厚超薄玻璃。同年4月蚌埠玻璃工业设计院信息显示超薄玻璃生产线成功拉引出0.2毫米超薄玻璃。以上产业化成果仍属于超薄玻璃,在柔性玻璃的开发研究上还需要关键技术的突破。国内也有一些研究者在从事柔性玻璃的研究,如智广林等人采用二次熔融拉薄法拉制出平整度较好的厚度仅为0.03~0.2毫米、宽度为20~2000毫米、长度大于5m的具有良好挠性的柔性玻璃。有报道称深圳华星“光电11代新型液晶显示面板生产线”项目2016年12月开工建设,预计在2019年完成建成投产后,成为全球最高世代、投资最大的液晶面板生产线,有望实现国内柔性玻璃产业化突破。

随着电子信息显示对基板的要求进一步提高,聚合物柔性基板的逐渐淘汰,超薄玻璃向柔性玻璃方向发展成为一种必然趋势。这也对柔性玻璃关键技术参数如表面平整度、微观波纹度、翘曲、隐形划伤等性能提出一系列更高要求。目前国内玻璃行业主要还是采用传统浮法工艺,这对产品性能限制较大,进一步开发和改进玻璃制备工艺,才能满足柔性玻璃生产需求,实现市场产业化。