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高拉伸性、柔軟、透明的粘彈性薄膜用于柔性顯示器

日期:2026-04-10 17:10
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摘要: 高拉伸性、柔軟、透明的粘彈性薄膜用于柔性顯示器 需要增透減反技術可以聯系我們上海工廠18917106313 上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。 研究背景 柔性電子設備的發展促使顯示應用的新材料開發。對于柔...

高拉伸性、柔軟、透明的粘彈性薄膜用于柔性顯示器


需要增透減反技術可以聯系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。

研究背景
柔性電子設備的發展促使顯示應用的新材料開發。對于柔性顯示器來說,合適的透明粘彈性薄膜(CVF)對于粘合顯示器堆棧中的不同層至關重要,以便在重復折疊過程中提高可視化和耐用性。然而,通過克服許多相互矛盾的要求,如低模量/玻璃轉變溫度(Tg) 和高粘性或高恢復性和良好的應力松弛,將不同的性能整合到CVF中是具有挑戰性的。

研究成果
在這項工作中,夏劍輝教授團隊使用具有雙模態鏈長分布的互穿聚合物網絡(IPN) 制備了一種CVF,并表現出若干有利的特性。該雙峰彈性體由短鏈聚氨酯(PU) 和長鏈聚丙烯酸酯組成。長鏈聚丙烯酸酯網絡提供了大量的纏結,賦予了拉伸性、粘附性和應力松弛性,而短PU鏈網絡作為熵彈簧,主要貢獻于恢復性。實驗數據表明,在這兩個網絡之間存在著氫鍵相互作用和互鎖的聚合物鏈。當IPN的成分被調整后,CVF可以同時實現良好的應力松弛、大應變(1000%) 下的高應變恢復、高韌性、透明度和粘附性。此外,CVF顯示出低玻璃化溫度(-57°C) 和低儲存模量(室溫下20至30 kPa)。這是**份利用IPN概念制備具有良好平衡特性的CVF的報告。相關研究以“Highly Stretchable, Soft, and Clear Viscoelastic Film with Good
Recoverability for Flexible Display”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

研究亮點
1. 開發了一種具有低Tg和低模量、良好的粘附性以及在高應變(1000%)下優化的機械性能(包括應力松弛和可恢復性)的CVF。
2. 選擇通過混合長鏈聚丙烯酸酯和短鏈聚氨酯(PU),然后獨立地將聚丙烯酸酯和乙烯基聚氨酯低聚物進行化學交聯來制備互穿聚合物網絡(IPN)材料。


圖文導讀


圖片

Figure 1. (a) Multilayer structure of display stack showing the CVF between functional optical layers. (b) Photograph of three-layered film, where the CVF was sandwiched between two polyimide (PI) films.

 

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Figure 2. Schematic diagram of the PA/PU-IPN CVF fabrication process.

 

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Figure 3. (a). FTIR spectra of the PA/10PU blend and PA0.06/10PU-IPN. (b) Theoretical and experimental calculated gel content of PA0.06-SN and PA0.06/PU-IPN with different PU amounts.

 

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Figure 4. (a) SEM images of PA0.06/4PU-IPN and PA0.06/13PU-IPN after uniaxial stretching (scale bar = 10 μm). (b) Transmittance and haze of the PA0.06/PU-IPN with various amounts of PU after uniaxial stretching.

 

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Figure 5. Variation of (a) G′ and G″ and (b) tan δ with the temperature of PA0.06-SN and PA0.06/PU-IPN with various PU contents. The Tg characterized by the temperature of peak tan δ was listed for various samples. (c) Photographs of the PA0.06/4PU-IPN sample being twisted at 20 and?30 °C.

 

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Figure 6. (a) Stress?strain curve of the uniaxial tensile test, (b) toughness and fracture stress, (c) Mooney-Rivlin curves of the samples (strain stiffness was designated with an arrow on the plot where it goes through a minimum and strain hardening starts), and (d) the summary of Csoft, Chard, and Csoft/ Chard of PA0.06/PU-IPN with various PU contents.

 

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Figure 7. Cyclic tensile results of PA0.06/10PU-IPN at (a) 500% and (b) 1000% strain. (c) Dependence of the hysteresis ratio on the number of cycles for the PA0.06/PU-IPN sample with various PU contents. (d) Photograph of PA0.06/10PU-IPN stretching and recovery after 10 min (scale bar = 30 mm). (e) The change of the residual strain after 10 min for the PA0.06/PU-IPN sample with various PU contents. (f) The hysteresis ratios of PA0.06-SN, PA0.06/4PU-IPN and PA0.06/10PU with various tensile strains.

 

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Figure 8. Photographs and SEM images of the three-layered film (PA0.06/10PU-IPN CVF sandwiched between two PI films).

 

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Figure 9. (a) 180° peeling force as a function of PU content, (b) schematic representing the debonding process of the CVF, and (c) the debonding force?distance curves of PA0.06/PU-IPN with various PU contents (25 °C, 30% RH).

 

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Figure 10. (a) Experimental results (dotted line) and fitting results of (solid line) of stress?relaxation behavior with KWW function,(b) the characteristic parameters of relaxed stress and permanent stress,(c) the strain recovery behavior after relaxation, and (d) the strain recovery ratio and stress?relaxation ratio of PA0.06/PU-IPN with various amounts of the PU network in IPN.


總結與展望
在這項研究中,作者成功地制備了一種具有平衡特性的CVF,用于柔性顯示的應用。該CVF具有一個由長鏈聚丙烯酸酯基質和短鏈聚氨酯組成的相互滲透的雙峰網絡。CVF在很寬的溫度范圍內(-30 至100°C)擁有低Tg和低模量。聚丙烯酸酯是輕度交聯的,為CVF的粘性成分做出了貢獻,它提供了變形后所需的應力松弛和高粘合力的高能量耗散。聚氨酯網絡,連同其與聚丙烯酸酯的互鎖,主要貢獻于CVF的彈性成分,并提供了更好的可恢復性。此外,由于高分子量和氫鍵相互作用而產生的大量纏結導致了韌性的增加。目前正在研究其他材料和網絡的組合,以擴大CVF的設計空間,并進一步探索其在柔性設備中的應用。

文獻鏈接
Highly Stretchable, Soft, and Clear Viscoelastic Film with Good Recoverability for Flexible Display,https://doi.org/10.1021/acsami.2c11141


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