軟性、可摺疊表面蓋板材料簡介

 

刊登日期:2018/6/5
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一般顯示器的塑膠表面蓋板目的僅是為了替代玻璃,但是新一代更高階的軟性、可摺疊塑膠薄膜表面蓋板直接對應的終端產品為軟性觸控AMOLED,除了類玻璃特性之外,還需兼顧可重覆摺疊性,因此除了需要超低吸水率、高耐熱性、更薄型的塑膠基材,由於一般傳統硬化樹脂無法被彎曲摺疊使用,很難直接應用,因此需要另行開發。

本文將從以下大綱,就技術與市場需求角度出發,簡短介紹最新的塑膠薄膜表面蓋板用塑膠基材與硬化材料發展現況,內容包含材料設計概念與加工方式。
‧表面蓋板市場現況與發展趨勢
‧可摺疊塑膠基材
‧可摺疊表面硬化膜


【內文精選】
表面蓋板市場現況與發展趨勢
自從觸控功能成為顯示器(行動電話或平板裝置)的必備功能以來,表面蓋板(Cover Lens)或稱為保護外蓋、保護玻璃扮演的角色日漸多重,對功能規格的要求也日趨嚴格。從早期強調堅硬耐磨的2D平面玻璃板,逐步衍生到可彎曲的2D、3D玻璃板或塑膠板,最後演進到軟性、可摺疊的塑膠薄膜表面蓋板。由外型演進來看,有2D平面、2.5D彎曲、3D彎曲、可摺疊;而基材演進則有Al-Si玻璃、鈉鈣玻璃(Soda Lime Glass)、塑膠基板、藍寶石基板(Sapphire Substrate)、透明聚醯亞胺(Polyimide; PI)等,顯示出這個隨著觸控面板而順勢興起的產業,已經成長到國外大廠爭相投資的階段。根據2017年度IHS Touch Panel Cover Glass Report市調報告內容,各年度表面蓋板終端市場收益預測結果(圖一)指出,從2014~2021年,總收益呈現年年成長的態勢,2018年總收益預估可達約84億美元,而到2021年總收益更可望增至107億美元,市場潛力極大。

根據IHS報導,表一列舉了目前幾款有潛力之市售塑膠薄膜表面蓋板,日系MSK的NRE3600以及Riken Technos的REPTY® DC100已被用來當作軟性觸控AMOLED的表面蓋板;韓廠Solip Tech的Flex9H® (PH3356)則是全新開發,它是在透明PI上塗上一層環氧-矽氧烷混成奈米複合材料硬化層,硬度接近9H。儘管功能略有差異,但基本上,結構設計都是一「硬化層/塑膠基材」的組合。礙於公開資料十分有限,底下將分別介紹最新塑膠薄膜表面蓋板用塑膠基材(Zeon新型結晶COP基材)與硬化材料(韓國KAIST所開發之Flex9H®硬化塗料),內容也將介紹材料設計概念與加工方式。

表一、可摺疊表面蓋板潛在商品特性分析表
表一、可摺疊表面蓋板潛在商品特性分析表

可摺疊塑膠基材
基於新一代軟性顯示器應用,如軟性觸控AMOLED,表面蓋板塑膠基材除了必須具有低熱收縮率外,還需要擁有良好的彎曲應變耐久性。Zeon新開發了一款結晶COP,合成方法同非結晶COP,但Zeon採用新型觸煤,因此可以進行立體選擇ROMP反應,從而製作出結晶COP,其熔點高達260˚C,故耐熱性得以大幅提升(如圖二之L-24)。此外,由於結晶原因,分子位向有規則性,導致光軸與膜厚間的相位差值增加,為了降低相位差值,Zeon在製備結晶COP光學膜時,分2道製程進行製膜:①熔融擠壓;②拉伸(Stretching)。熔融擠壓過程可參考圖四說明;而拉伸程序,如圖五所示,分好幾步驟進行:①預熱(Preheating):將熔融擠壓出來的光學膜進行預熱處理…...以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

圖四、Zeon之熔融擠壓法示意圖
圖四、Zeon之熔融擠壓法示意圖

作者:吳清茂/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」378期,更多資料請見下方附檔。


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