TCL华星贾永臻:柔性折叠屏幕用光学保护盖板的技术发展趋势
来源: | 作者:势银膜链 | 发布时间: 2023-06-29 | 1610 次浏览 | 分享到:
2023年6月8日,“2023势银电子玻璃产业大会(EGC)”大会上,TCL华星光电技术有限公司 T4研发中心DF模组开发部部长 贾永臻发表了题为《折叠屏光学保护盖板的应用趋势》的演讲。


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永臻表示:未来的材料还有非常多的可能和应用,就像TCL华星的使命一样“领先科技,和合共生”,在材料的技术迭代领域,我们希望通过能结合各类材料的特点来提升抗冲击特性,通过硬质材料把点应力分散为面应力,再通过低模量材料的高阻尼特性,把分散的能量消耗掉,这样才能使柔性盖板获得比较好的冲击特性,也就是说,未来材料的复合应用,可能是柔性盖板主要的开发方向。

以下是演讲全文:

尊敬的各位现场嘉宾,大家上午好!首先我代表TCL华星光电感谢蚌埠市政府以及凯盛集团对于本次行业盛会的大力支持,今天我分享的主题是《柔性折叠屏幕用光学保护盖板的技术发展趋势》

首先请允许我花一些时间,带大家进一步了解一下我所在的公司TCL华星光电。


一、公司概况


TCL华星光电成立于2009年,目前在显示行业累计投资已经超过了2600亿元。公司中大尺寸产线主要集中在广州、惠州、深圳等地,中小尺寸主要布局于武汉,t3和t5工厂生产LCD屏幕,t4生产柔性OLED屏幕。此外我们也非常注重海外投资和布局,在印度已经建设了11条模组产线,负责为手机和电视产线做生产服务。在合作伙伴方面,联想是我们在t4重要的柔性OLED合作伙伴,此外,我们也非常重视在车载、商显的合作,有比亚迪、大众等合作伙伴。在多元业务方面,当前重点布局领域以TV和商显为主,在IT、MC消费品领域主要布局于武汉、深圳等地,此外正持续在车载和专显等领域做投资和布局。在组织人才建设方面,当前TCL华星光电已建立了一阶核心技术专家、二阶优秀同行业人才、三阶潜质后备人才的三级人才梯队。


二、行业领先


从2012年建设以来,到2021年,TCL华星光电的EBITDA排名一直保持行业领先,持续保持正值水平,但受到2022年行业大环境影响,销量下滑,与同行一样,出现了一些亏损状况。


目前在市场方面,TCL华星光电在TV、商显和MNT相关中段尺寸领域,市场占有率保持行业领先;LTPS面板领域做到了全球市占第一;车载领域目前还是起步阶段,会依托武汉基地做产能的爬坡;柔性OLED领域当前只有t4一条产线,产能方面比较吃亏,市场占有率排名全球第五。


在技术研发上,TCL华星光电也是行业领先,自主创新科研成果斐然,专利排名位居前列。华星一直重视知识产权的保护,目前PCT国际专利公开量达2938余篇,位列中国企业第六名。同时,TCL华星光电依托兄弟公司格创,一直在推动智能制造相关的探索和应用,通过全链条的智能制造,可以进一步提升产品品质、生产效率,从而降低生产成本,缩短产品的研发周期。


此外,我们和TCL旗下的中环半导体进行光伏发电相关的合作,在低碳环保、智慧节能等方面获得了一系列的绿色认证。

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三、柔性显示

TCL华星光电在柔性显示这一块,主要以“柔性视界,随心而变”作为我们探索发现的主题,在全面屏和折叠两个应用方向持续发力。

从2019年量产以来,我们持续为小米、Moto、三星、华为等客户提供了技术和产品服务。2019-2020年,这个阶段我们定义为积累和量产的初期布局,TCL华星光电在这一阶段发布了全球首款水滴形折叠产品。2021-2022年,我们定义为积累沉淀期,在此期间,我们量产了国内首款UTG+水滴折叠产品。到了2023年,随着资源池的持续扩充以及研发软实力的支撑,我们定义这个阶段为技术迸发期,LTPO、PLP技术相继量产,为我们在折叠方面的高端产品布局进一步扩产了相关产能和应用。


折叠研发软实力方面,我们非常重视在柔性技术上的行业交流和认知提升,发表SCI论文3篇,累计引用次数达到了30+。专利布局与研究论文主要涉及叠构设计、材料设计、MOD工艺、自研转轴等。


自主转轴方面,与国内一线转轴厂商专利水平相当,从2019年搭建折叠开发团队开始,我们建立了仿真、叠构开发、工艺和机构四项完整职能的折叠开发团队,硕博占比60%以上。折叠很重要的因素是要把力学影响纳入到柔性OLED相关显示器件研发,为此我们搭建了全流程的折叠屏仿真能力,基于完整的非线性材料力学数据库,可以进行刚柔耦合的力学仿真,为整机客户和终端产品提供可靠的全套解决方案。


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四、折叠屏受力分析


接下来我将对柔性OLED相关的折叠屏受力理论做介绍,图示是一个板材在发生弯曲变形时的受力特征,标红的部分一般是应力云图里面的拉应力,标蓝的部分应力小于0,定义为压应力,正中心有一个绿色条带,这个地方是拉应力和压应力过渡的应力接近0的位置,也就是常说的中性层位置。中性层主要是对弯折正中心区域来分析的。对于非弯折区的地方,由于结构变形带来的应力是非常小的,中性层相关理论并不适用于弯折区的信息。


对于柔性保护盖板,首要关心的是折叠屏弯折正中心的受力状态,特别是在面内拉应力状态下,容易发生模组材料断裂的问题,如果是垂直于屏幕方向受拉力,主要是发生界面的剥离,这和电子玻璃材料并不很相关。


右边展示的是柔性OLED屏幕模组在弯折状态下的受力特征,从应力受力特征来看,最容易发生断裂的位置是弯折屏体的正中心,这与结构的局部曲率有关。


模组的受力特性好比一本书,上面的每一张纸代表模组上的每一个模层,相当于CPI盖板、UTG、偏光片等材料。一本书比较好弯折,但是把一本书上的每一张纸用502胶粘接固定起来,一个硬纸板也很容易发生断裂,这个时候得益于柔性材料里的OCA材料,它有比较低的弹性模量,确保了比较好的润滑特性,把一个传统的单中性层叠层结构,拆分成了多中性层的弯折结构,从而确保了UTG等相关柔性电子材料的弯折特性。


在这个过程中,我们主要关注材料的断裂应变,如果柔性模组全部用502胶固定起来,它的断裂应变是在0.03左右,如果用胶去固定起来,它的断裂应面可以控制到千分之八以内。这个时候,我们对于保护盖板的选型,主要是关注极限的断裂应变,在材料力学上的定义就是材料的断裂延伸率,也是柔性透明保护盖板的核心评价指标。


我们对完整的保护盖板材料体系做了调研,材料断裂延伸率分类可以分为三类:低模量材料(<1GPa)里,大量的高分子材料在这个领域断裂延伸率比较高,可以满足我们对于弯折特性的要求;中模量材料(1-10GPa),高分子材料选型变的困难,目前主要以PET、PI两类材料作为应用点;高模量材料(>10GPa),很难满足断裂延伸率要求,主要以特种纤维为主,如果玻璃要应用,就要做特殊的强化处理。