柔性透明SiOC硬化层/聚酰亚胺薄膜
柔性透明SiOC硬化层/聚酰亚胺薄膜
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
关键词：透明薄膜；硬化涂层；SiOC/CPI；卷对卷溅射；耐弯折；耐刮擦；耐冲击；盖板；可折叠显示器
作为下一代先进显示技术，柔性显示具有轻薄、可弯曲、卷曲或折叠等优良特性。特别是近些年，可折叠手机因其独特的结构设计，更是受到人们极大关注。对于商业化的可折叠显示器，柔性透明盖板是关键组件之一，被用于替代刚性玻璃基板。由于可折叠显示器会在较小弯曲半径或极端曲率下工作，因此柔性透明盖板必须具有出色的柔韧性，此外还要能耐受外部冲击和反复刮擦等。目前，无色透明的聚酰亚胺薄膜（CPI）是可折叠显示器优选的盖板材料，为保护柔性显示屏幕免受外力冲击或弯折破坏，CPI薄膜的表面还需要再制备一层硬化涂层（HC）。
近期，研究人员在室温下利用反应式卷对卷（R2R）溅射系统，在CPI薄膜（由韩国Kolon提供，厚度50µm）上制备了柔性透明的硅氧碳（SiOC）硬化涂层，开发出一种新的应用于可折叠显示器的柔性透明盖板材料。
XPS分析发现，SiOC硬化涂层被均匀沉积在CPI基板上，制备的SiOC/CPI薄膜表现出良好的光学透明性。不管SiOC硬化涂层的厚度如何，SiOC/CPI薄膜在400~800nm的波长范围内均显示出高于87%的高透光率。当涂层厚度为100nm时，薄膜的透光率仍有87.43%的透光率。
所制备的SiOC/CPI薄膜表现出优异的机械柔韧性，这是柔性或可折叠显示器对盖板的关键要求。当SiOC硬化涂层厚度为100和300nm时，透明CPI薄膜在经历静态弯折、动态弯折、扭曲、滚动测试之后，均没有出现裂纹或表面缺陷。然而，经10万次外部折叠测试后，高应变导致300nm厚的SiOC/CPI薄膜出现了表面裂纹。
研究人员对透明薄膜的耐刮擦刮性能进行了测试，在标准铅笔硬度试验（550g）和钢丝绒刮擦试验（250g载荷）中，SiOC/CPI透明薄膜展现出良好的耐刮擦特性。
研究人员进一步制备了薄膜电加热器（TFH）和氧化物半导体薄膜晶体管（TFT），通过施加外部冲击对比测试了SiOC/CPI透明薄膜对器件的保护能力。测试结果表明，表面有SiOC硬化涂层后的CPI薄膜对TFH、TFT器件均有很好的冲击保护。
测试结果表明，利用室温R2R溅射方法成功实现了CPI透明薄膜的表面硬化层制备，SiOC/CPI薄膜具有出色的透明性、柔韧性、耐刮擦性和抗冲击性等，有望作为透明盖板材料应用于下一代柔性或可折叠显示器中。
研究成果发表在国际学术期刊 Micromachines （2021，12：233），**作者和通讯作者分别是韩国成均馆大学的J.H. Park和H.K. Kim。
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上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
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