華為三折疊手機(jī)的背后的“黑科技”
華為三折疊手機(jī)的背后的“黑科技”
需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專(zhuān)業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶(hù)提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
2024年9月10日,華為正式推出全球首款量產(chǎn)的三折疊屏手機(jī) Mate XT。那么這款售價(jià)上萬(wàn)元、硬剛iPhone16的三折疊屏手機(jī),有哪些材料值得關(guān)注呢。
01
非牛頓流體

對(duì)于折疊屏來(lái)說(shuō),如何實(shí)現(xiàn)屏幕的“剛?cè)岵?jì)”是一大難題。為此,華為采用的是非牛頓流體+UTG玻璃的方案。

根據(jù)粘度特性的不同,流體可以分為兩種基本類(lèi)型:牛頓流體和非牛頓流體。牛頓流體的特點(diǎn)是剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間是線性關(guān)系,不會(huì)因?yàn)橥饬Φ淖兓淖儭K褪堑湫偷呐nD流體,無(wú)論你多快地?cái)噭?dòng)它們,它的粘度都保持不變。
而非牛頓流體的粘度則會(huì)隨外部作用力的改變而變化,也就是它的剪切應(yīng)力和變形速率之間不滿足線性關(guān)系,這意味著它們?cè)诓煌饔昧ο碌牧鲃?dòng)性會(huì)有很大不同,如泥漿、淀粉水等。

但一般的非牛頓流體材料存在透光性不足、粘性差和易變形等問(wèn)題,為了將這種材料用于手機(jī)屏幕,華為進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),找到了透光率達(dá) 92%的高透聚硅氧烷,使用硅烷偶聯(lián)劑將其與底層PET 材料牢固貼合,再通過(guò)等離子體噴射處理生成納米親水層,使其與表面的保護(hù)層進(jìn)行粘接,*終打造了抗沖擊、耐擠壓及耐彎折的復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)。

02
聚二甲基硅氧烷 (PDMS)

聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 因其良好的柔韌性、高透明度、低成本和易于大規(guī)模制造而被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。與 C-C 鍵相比,Si-O 鍵具有更大的鍵長(zhǎng)和鍵角,因此更容易實(shí)現(xiàn)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)和相應(yīng)的分段運(yùn)動(dòng)。
*近,基于 PDMS 的柔性透明電子器件被報(bào)道,它們顯示出高拉伸性和自愈能力。在這些研究中,PDMS 的末端被吡啶或三唑修飾,它們隨后與Co2+、Fe3+和 Zn2+等金屬離子形成動(dòng)態(tài)配位絡(luò)合物。這些獲得的 PDMS 彈性體通常具有極高的斷裂伸長(zhǎng)率,并且在室溫下**效率可達(dá) 90% 以上,但是剛度和機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較低。因此,開(kāi)發(fā)具有高可見(jiàn)光透明度、優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度和韌性的新型自修復(fù)薄膜作為柔性透明電子的可折疊基板仍然是一個(gè)**挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
現(xiàn)在有一個(gè)新策略:從低分子量的氨基封端 PDMS 開(kāi)始,設(shè)計(jì)并合成了一種新的含尿素的鏈延伸聚二甲基硅氧烷 (LPx)。在尿素的幫助下,通過(guò)氫鍵構(gòu)建了動(dòng)態(tài)物理交聯(lián),制備了剛度更高的 PDMS。隨后,具有多個(gè)氨基的超支化聚硅氧烷 (HPSi) 通過(guò)含有受控可交換脂肪族二硫化物 (SS-NCO) 的異氰酸酯與 LPx 連接,以開(kāi)發(fā)具有分層交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和雙動(dòng)態(tài)鍵的透明和自修復(fù) LP x-SS-HP 薄膜。在不影響斷裂伸長(zhǎng)率的情況下,這些系列薄膜實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和模量,這負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)柔性透明電子產(chǎn)品的彎曲、折疊和滾動(dòng)。[1]
03
UTG(Ultra thin galss)


UTG 從普通玻璃板開(kāi)始,首先經(jīng)過(guò)化學(xué)強(qiáng)化:玻璃通過(guò)離子交換過(guò)程,玻璃結(jié)構(gòu)中的大離子被小離子取代。這個(gè)過(guò)程通常涉及鉀鹽,在玻璃中形成壓縮層,使其更堅(jiān)固,更耐裂縫和抗沖擊。
**步再減薄:強(qiáng)化后,玻璃板經(jīng)過(guò)精密研磨和拋光過(guò)程,以達(dá)到所需的厚度。
UTG 非常薄,厚度通常只有幾微米 (μm),使其適用于可折疊顯示器和其他超薄設(shè)備。

對(duì)制得UTG進(jìn)行測(cè)試如上圖(其尺寸為 6 毫米長(zhǎng),30微米厚,剛性滾輪的半徑為 0.5 毫米)。首先,玻璃沿著滾筒滾動(dòng),并保持不同的時(shí)間段,然后展開(kāi)和松弛。上圖顯示了玻璃杯在一次滾動(dòng) 10 分鐘和 20 分鐘后以及滾動(dòng) 10 次后的*終輪廓,每次滾動(dòng)的保持時(shí)間為 1 分鐘。通過(guò)比較三種滾動(dòng)情況(d圖),不難發(fā)現(xiàn):20 分鐘和 1 分鐘的循環(huán)情況具有更顯著的偏轉(zhuǎn),并且它們的曲率分布不同。這是 UTG 板材可以在室溫下彎曲的一個(gè)例子,類(lèi)似于金屬板成型。[2]


此外,成型工藝參數(shù)對(duì)裂紋面積和表面質(zhì)量也有很大影響:(a)成型溫度對(duì)表面質(zhì)量的影響;(b)成型溫度對(duì)裂紋面積百分比的影響;(c)成型壓力對(duì)表面質(zhì)量的影響;(d)成型壓力對(duì)裂紋面積百分比的影響。[3]
04
LCP(液晶聚酯)
液晶是介于各向同性液體和完全有序晶體之間的一種中間態(tài)物質(zhì)。它表觀上具有液體的流動(dòng)性質(zhì),但結(jié)構(gòu)仍保持一維和二維有序排列。兼具晶體的光學(xué)性質(zhì)和液體流動(dòng)性。
其分子結(jié)構(gòu)特征是:通常有剛性的分子結(jié)構(gòu),呈棒狀或近似棒狀的構(gòu)象;有橋鍵結(jié)構(gòu),即在液體下維持分子有序排列的凝聚力(強(qiáng)極性基團(tuán),氫鍵等);*后是末端具有柔性基團(tuán),如酯基,酰基。
根據(jù)液晶形成方式可分為溶致性LCP和熱致性 LCP(TLCP)。溶致液晶聚合物的液晶態(tài)是在溶液中形成的,而 TLCP 的液晶態(tài)是在熔融或高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下形成的。TLCP 被廣泛使用,工業(yè)生產(chǎn)中的大多數(shù) TLCP 都是基于芳香族聚酯的 LCP。[4]
LCP是一種耐高溫的有機(jī)熱塑性塑料,具有超低的水分吸附性、良好的機(jī)械性能和柔韌性。更重要的是,LCP 在從整個(gè)射頻的寬頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出相當(dāng)穩(wěn)定的介電常數(shù)約為 3.0 (下圖a)和 0.004 的低損耗角正切(下圖b)。由于這些優(yōu)點(diǎn),LCP 被認(rèn)為是制造在微波/毫米波頻率范圍內(nèi)工作的天線的理想基板材料。



一種商用LCP結(jié)構(gòu)如圖所示。在這個(gè) 3,4-二羥基二苯甲酮和對(duì)羥基苯甲酸 (HBA)/6-羥基-2-萘甲酸(HNA) 結(jié)構(gòu)的 LCP 中,芳香環(huán)是剛性鏈段,酰基是柔性鏈段。同時(shí),由于 HNA 的曲柄結(jié)構(gòu),鏈段的規(guī)則性降低,鏈段的靈活性提高。因其綜合性能好,包括優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能、水解穩(wěn)定性、電性能和阻燃性、強(qiáng)抗?jié)B性等,它是目前市場(chǎng)占有率*高的產(chǎn)品類(lèi)型,*適合用于天線材料,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>[5]

參考文獻(xiàn)
[1] Zhang Y, Yuan L, Liang G, et al. Simultaneously achieving superior foldability, mechanical strength and toughness for transparent healable polysiloxane films through building hierarchical crosslinked networks and dual dynamic bonds[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6(46): 23425-23434.
[2] Xue L, Wang J, Wang J, et al. Plastic deformation and recovery in ultrathin aluminosilicate glass[J]. Extreme Mechanics Letters, 2024, 71: 102219.
[3] Yang W, Zhang Z, Ming W, et al. Study on shape deviation and crack of ultra-thin glass molding process for curved surface[J]. Ceramics International, 2022, 48(5): 6767-6779.
[4] Chung T S, Calundann G W, East A J. Liquid crystal polymers and their applications[M]//Handbook of Polymer Science and Technology. CRC Press, 1989: 625-676.
[5] Ji Y, Bai Y, Liu X, et al. Progress of liquid crystal polyester (LCP) for 5G application[J]. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research, 2020, 3(4): 160-174.
(來(lái)源:高分子物理學(xué))
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專(zhuān)業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶(hù)提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國(guó)薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系,能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研,紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫(huà)框,工業(yè)燈具照明,廣告機(jī),點(diǎn)餐機(jī),電子白板,安防監(jiān)控等。卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】,這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm,玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無(wú)色,色彩還原性好,并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn),鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)難度和具有很好的應(yīng)用性,新意突出,實(shí)用性突出,濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景:卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值!
我們的使命:有光的地方就有卷柔新技術(shù)!
我們的目標(biāo):以高質(zhì)量的產(chǎn)品,優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù),為客戶(hù)提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力,通過(guò)鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶(hù),努力為客戶(hù)創(chuàng)造新的利潤(rùn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為中國(guó)的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。



