“目前的柔性OLED顯示都需要用到聚酰亞胺薄膜,因為需要非常高的透明度和高折射率?!泵绹?APS公司主席哈里斯教授在“2017首屆中國柔性顯示技術(材料)國際論壇”上接受新材料在線?采訪時表示,APS希望能在中國打開更多的市場,此次與新綸科技的合作也是希望盡可能將高科技技術引入中國。
哈里斯教授接受采訪
此前的12月11日新綸科技公告稱,公司與阿克倫公司擬設立立合資公司聚綸材料科技(深圳)有限公司。據介紹,阿克倫公司將投入“用于液晶顯示器的負性雙折射聚芳醚酰亞胺薄膜技術”。
同時,新綸科技還公告稱,為進一步提升公司在光電顯示產業鏈上的研發創新能力,通過資源整合布局下一代柔性顯示材料市場,公司全資子公司香港新綸擬收購阿克倫公司45%股權,收購價款為990萬美元。
據哈里斯教授介紹,聚綸將作為一家以實現“資源整合”、“引智”和“育人”三大目標的高分子材料產業技術研發、孵化的功能性平臺企業,以合資公司為開展技術研發合作的平臺和載體,并且通過公司與高等院校開展共建聯合實驗室進行技術合作、自主開發、委托第三方開發或雙方協商一致的其他形式的技術研發活動,獲取高科技成果,并推動和實現科技成果的產業化和市場化。
“我認為聚酰亞胺薄膜一定會銷售得非常好,因為這個技術得到了非常好的應用。” 哈里斯教授強調說,特別是S-Plate會非常貴,它的采光效果非常好,對光的要求沒那么高,同時它的薄膜的尺寸會非常薄。
據介紹,APS公司在美國俄亥俄州的阿克倫,當地的阿克倫大學有高分子科學學院和聚合物工程,在俄亥俄薩米特縣已經有超過360家專注聚合物的企業。APS目前可以提供的產品包括平板顯示器、光學薄膜、LCD、光互聯的半撥片,同時還有高抗壓纖維和高膜量的薄膜。
哈里斯教授也曾任職阿克倫大學,他在高分子縮聚領域研究超過30多年,享有國際知名度,獲得過超過30項專利及200項主要科研成果。
柔性OLED顯示屏具備可彎曲、輕薄抗摔、響應快速、使用溫度范圍廣優點,其應用范圍日益廣泛,在智能手表、智能手機等小尺寸市場已經進入爆發式增長階段,在電視等大尺寸顯示領域,柔性OLED的應用也在穩步增長。
而柔性顯示的關鍵在于采用聚酰亞胺基板替代不易彎折的玻璃基板,需具備優異的耐熱性能和尺寸穩定性。“阿克倫在這方面恰恰具有極大的優勢,對于聚酰亞胺薄膜的研究已經超過20年?!惫锼菇淌诟嬖V新材料在線?,阿克倫可以設計聚合物分子的結構,設計柔性OLED和滿足OLED照明基本需求的規格,同時我們的方法是要給柔性顯示器市場提供材料。
以下為哈里斯教授在“2017首屆中國柔性顯示技術(材料)國際論壇”上的演講速記,新材料在線?整理。
哈里斯教授發表演講
聚酰亞胺薄膜及其在柔性顯示器中的應用
今天我會著重講講我花了20多年時間的研究成果,我有好幾頁的內容都會關注聚酰亞胺薄膜和柔性顯示器的應用。我的演講將會有這樣幾個部分,第一部分我會介紹一下APS的系統,我會告訴你我們開始是怎么過來的,同時我們這個系統是怎么生產的,然后是我們怎么將這個系統推廣到市場。你可以看到我們在這一塊已經是從事了非常多年的。第二部分會談到一個可溶性,也就是我們的市場,我們主要是想搜尋可溶性聚酰亞胺材料,將其投入到柔性顯示器的使用。同時也會談談雙折射光學,還有LED無色基板。
APS歷史沿革
首先簡單介紹一下我們公司。我們公司在俄亥俄州的阿克倫,在這個城市有非常多的公司聚焦在聚合物化學品方面,我們在這里也有非常悠久的歷史。同時也可以看到阿克倫大學,還有高分子科學學院和聚合物工程,這是美國非常古老的工程,同時它的規模也非常大,這個項目也是非常悠久的。在美國你可以看到,在俄亥俄州薩米特縣已經有超過360家公司是專注聚合物的。
從2005年到2017年,我們有了很好的發展,我們在美國已經有許多的設備應用到各個機構中,左邊這幅圖就是我們的實驗圖,同時我們還有一些試點的地方來應用這些高分子的材料,這樣的試點有超過60多個場點,所以你可以看到我們的投入和研究是非常大的,我們專注這一塊的知識也是非常專業的。這幾年我們已經有300多個研究項目。程正迪教授會涉及到這個非常核心的技術,就是光學補償的技術,也就是涉及到顯示器這一塊,光學在顯示器當中扮演了非常重要的部分,因為顯示器好不好,跟光的投影、光的反射有很大的關系,所以它在這一部分所要做的就是將所有的光學部分補償到顯示器當中,同時可以看到我們已經推出了很多版面,像X-plate、APS-C2和S-Plate等等,特別是這樣一個可延伸、可彎曲的界面已經應用到了很多的智能手機中。我們的工作會更多關注在高分析材料的使用。今天我主要講講高分子材料的應用,這些高分子對所有的顯示器都會有很大的幫助,我認為聚酰亞胺薄膜一定會銷售得非常好,因為這個技術得到了非常好的應用。特別是我剛才所講到的S-Plate會非常貴,它的采光效果非常好,對光的要求沒那么高,同時它的薄膜的尺寸會非常薄。你們要接觸這樣一個薄膜,放進口袋就可以觸摸得到,這是一個非常先進的技術,所以它會非常貴。
來快速看一下我們主要從事的一些工作,你可以看到我們的工作主要是專注在這幾方面:平板顯示器、光學薄膜、LCD、光互聯的半撥片,同時我們還會從事高抗壓的纖維。
除此之外我們還做了一些高膜量的薄膜,大概是15GPa的,這是比較高的數值,杜邦的薄膜也差不多是這樣的情況。我們還有更好的想法做一些高膜量薄膜,除此之外還有一些高溫的復合樹脂,像一些碳纖維加強的成分,有一些分子復合物,還有一些尼龍的,我們最終會生產比較好的分子復合物。除此之外我們還做了一些光學和光學的交聯系統,這也是我們工作非常重要的一部分。
聚酰亞胺薄膜的柔性應用
經過長期研究,我們發現剛性桿的聚酰亞胺經過化學的處理,最終可以在一些有機溶劑中實現可溶,它的分解的溫度也是很高的,我們這邊看到的溫度是585攝氏度,在這邊進行一個分解,有一些系統可以阻隔,然后可以實現一個比較好的穩定性,在585攝氏度的時候做了一個測試,最終我們獲得了一個比較好的穩定性?,F在我們重新發現了這種新型的組合,它可以和聚酰亞胺一起做加工,最終獲得一個可溶的聚合物,這個聚合物甚至是在同溶劑都可溶的。生成這些薄膜之后,我們研究這些不同薄膜的特性,比如說平鋪這些物質它的面內取向是什么樣的,是不是有一些畸形還有收縮的現象。這是非常重要的,當我們拉伸這個聚合物薄膜的時候,我們會看到這個面內的取向對齊的現象,這種現象實際上是我們在不斷探索過程中找到的一個解決方案。它的面內和面外的反射指數是不一樣的,這邊還有一個負的雙向折射,如果你把這個薄膜進行拉伸,這里有一個面內的雙向折射。
我剛才也提到它們的透射率是比較高的,350納米的級別就有一個比較好的透射率。
我們研究了光學的特性,做了很多次的實驗,比較了6FDA和PFMB對于剛性的影響,6FDA在這里有第二次扭曲,第二次扭曲之后我們增加了剛性,CTE也變得非常低,變成18PPM/攝氏度,現在有更加好的UMB,也更加穩定,總的來說它的特性也是比較好的,最后得出的聚合物的性能是更好的。在這里向大家展示的是這邊有一個基團,這個基團會影響到組裝的密度,如果你有小的基團,可以看到我們所有的步驟都慢慢上升,從大到小進行變化,當它們越來越近的時候,都會有更加多的CTE或者說更加低的CTE。
我們用VA模式的LED負片補償膜,這樣的方法可以影響到UNB和CTE的主要參數。隨著煉鋼度的線性增加,會看到有這樣一個情況,也就是所UNB的增加和CTE的下降。我們也會用兩種方式來研究,隨著包裝密度的降低,我們同樣會有這樣一個負片補償膜的形式。同時你可以看到這里的UNB也會有減少,而CTE會增加。
用于柔性LCD基本的聚酰亞胺樹脂的物質,前面已經講了很多,它的性能也非常明顯,而且它的透明度會非常高,尤其是達到427度和440度的對比,它們的透明度依然可以超過85%,而這樣一個尺寸我們精確到了400納米的范圍。你也可以看到CTE是在62—65之間。
這個性能是關于所有的柔性OLED基材用樹脂的基本性能情況,可以看到這里的表現非常好,它的彎度能力會變得比以前更強,還有抗拉的強度也會非常強,同時它也是溶于水的,這是常見的有機溶劑。你可以看到這也是一種耐化學性的物質,經過30分鐘之后,超過300攝氏度才會體現出這樣一個超性能,也就是我們的耐化性能??梢钥吹竭@是我們生產薄膜的過程,我們鑄造的是APS-2004卷對卷薄膜,我們生產的是大概30厘米寬、50微米厚的基材。
再談談剛剛沒有說完的柔性OLED聚酰亞胺物質。要使用這樣一個物質,也就是說柔性OLED照明光的提取需要以下的要求,它要非常高的透明度,同時它的高折射率的指數也是非常高的,同時它的Tgs也是非常高的。還有其它的特點,比如說它的熱穩定性也非常高,同時它也是非常容易處理的。而這樣一種方法已經在用于OLED燈的原型當中。
我們希望通過這樣一個展示讓你們知道,我們這個公司所從事這方面工作的成功性,希望能在中國打開更多的市場,讓更多的公司能夠參與到這個項目中,同時我們希望能夠將我們這樣一個高科技的技術引入到中國,能做更大的推廣。
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原文標題:美國APS(阿克倫):攜手新綸科技 聚焦柔性顯示聚酰亞胺薄膜
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