圖源 | 華為官網(wǎng) 攻克低溫提純與固化等工藝難題,將涂層與材料技術(shù)運(yùn)用到極致。
作為全球首個(gè)商用三折疊手機(jī),華為Mate XT自面世以來熱度居高不下。華為首次將它帶到了量產(chǎn)的產(chǎn)品線上,量產(chǎn)意味著技術(shù)的全方面突破。并成功打破了兩項(xiàng)世界紀(jì)錄,一個(gè)是展開后3.6mm的厚度,一個(gè)是展開10.2寸的屏幕尺寸。 為實(shí)現(xiàn)三折疊,華為需攻克屏幕與鉸鏈兩大技術(shù)難題。 為應(yīng)對(duì)屏幕在彎折過程中產(chǎn)生的擠壓與拉伸,華為開發(fā)了一項(xiàng)多向彎折柔性材料技術(shù)。據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示,為實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),在制造工藝上,華為還攻克了低溫提純與固化的工藝難題,在多方面的黑科技加持下,最終實(shí)現(xiàn)整機(jī)從-180°到+180°的全向彎折。 多向彎折柔性材料
為實(shí)現(xiàn)絲滑折疊手感,華為創(chuàng)新天工鉸鏈系統(tǒng)結(jié)合微米級(jí)數(shù)字模型,“怎么折,都有面”。 并采用322cm²業(yè)界最大UTG玻璃,使10.2英寸大屏內(nèi)外彎折無憂,內(nèi)抗擠、外抗拉。復(fù)合超韌疊層結(jié)構(gòu),覆蓋非牛頓流體材料,抗沖擊提升75%,徹底消除用戶可靠性顧慮。 市面上有多種創(chuàng)新柔性材料,都以卓越的折彎性能著稱。 圖源網(wǎng)絡(luò)
此類柔性材料主要采用聚酯、聚酰亞胺、PTFE及聚二甲基硅氧烷(PDMS)等原料,它們具備多重優(yōu)勢(shì):易于彎曲折疊以適應(yīng)復(fù)雜形態(tài),輕便易攜,成本效益高,易于剪裁塑形,且使用壽命長(zhǎng)。 然而,針對(duì)手機(jī)屏幕應(yīng)用,華為面臨非牛頓體材料透光性弱、粘性不佳及易變形等挑戰(zhàn)。 通過深入研究,華為創(chuàng)新性地采用透光率高達(dá)92%的高透聚硅氧烷,利用硅烷偶聯(lián)劑與底層PET材料緊密結(jié)合,并借助等離子體噴射技術(shù)形成納米親水層,與表層保護(hù)層完美粘接,從而打造出既抗沖擊又耐擠壓、彎折的復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)。 圖源網(wǎng)絡(luò) 這一結(jié)構(gòu)不僅適用于折疊屏手機(jī),更在光伏領(lǐng)域展現(xiàn)潛力,可通過印刷、噴涂等工藝制成薄膜太陽(yáng)能電池,與PE、PET等材料粘合,生產(chǎn)出柔性太陽(yáng)能電池板。 相較于傳統(tǒng)保護(hù)膜,高透聚硅氧烷憑借其獨(dú)特的動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵設(shè)計(jì),在快速?zèng)_擊下保持堅(jiān)硬,有效吸收沖擊力,而在日常使用中則展現(xiàn)出卓越的柔韌性,確保折疊屏手機(jī)操作流暢。經(jīng)過上百次實(shí)驗(yàn),華為最終選定此材料。 在智能手機(jī)折疊屏領(lǐng)域,三星Galaxy Z Flip推動(dòng)了UTG(超薄柔性玻璃)的商業(yè)化,而CPI(無色透明聚酰亞胺)則因量產(chǎn)技術(shù)成熟、成本低廉,在早期折疊屏產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。 然而,CPI在光學(xué)性能和耐用性上的局限限制了其應(yīng)用范圍。為此,業(yè)界探索通過濺鍍涂層增強(qiáng)硬度與耐磨性,或引入新型聚合物,與CPI融合或改進(jìn)其分子結(jié)構(gòu),從根本上提升其綜合性能。在此背景下,薄膜涂層的技術(shù)創(chuàng)新顯得尤為重要。 例如,中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的張珽研究員曾在Advanced Materials上發(fā)表了一篇名為“A Superhydrophobic Smart Coating for Flexible and Wearable Sensing Electronics”的文章,報(bào)道了一種高度靈活的多功能智能涂層的合成方法,即:通過噴涂分散在熱塑性橡膠溶液中的多壁碳納米并經(jīng)過乙醇處理,制備了一種室溫下方便制備的超疏水MWCNT/TPE智能涂層,并在拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)情況下具有良好的防水性能。 這些前沿技術(shù)不僅為柔性材料的應(yīng)用開辟了新路徑,還進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的耐用性和功能性,引領(lǐng)著終端應(yīng)用邁向更加先進(jìn)、高效的發(fā)展階段。
薄膜涂層的市場(chǎng)前景如何?
未來,手機(jī)與電視的折疊設(shè)計(jì)將廣泛依賴于柔性材料,預(yù)示著更多柔性形態(tài)的終端產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。華為已率先邁出這一步,為市場(chǎng)樹立了典范,隨后將有更多制造商涌入這一領(lǐng)域。而柔性材料的廣泛應(yīng)用,則離不開涂層技術(shù)的創(chuàng)新與涂布工藝的進(jìn)步。 這些柔性材料在多個(gè)場(chǎng)景中展現(xiàn)出巨大潛力,可穿戴技術(shù)和柔性電子的興起,以及其對(duì)柔性和輕量化材料的需求,使功能薄膜成為優(yōu)選。 圖源:華為官網(wǎng) 醫(yī)療領(lǐng)域也大量使用功能薄膜于醫(yī)療器械、生物傳感器等設(shè)備。食品包裝創(chuàng)新需求中,抗菌、防潮和保鮮膜等功能薄膜提高了食品保質(zhì)期和安全性。 此外,汽車行業(yè)對(duì)輕量化、高效能源利用的追求,使得功能薄膜在顯示屏、傳感器、太陽(yáng)能車頂?shù)确矫姘l(fā)揮重要作用。 特別是近年來節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展需求,促使功能薄膜在太陽(yáng)能電池、節(jié)能建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,這也是未來薄膜涂層重要的市場(chǎng)方向之一。例如光伏背板涂層,可以直接應(yīng)用在光伏電池的背面,起到提升光伏組件效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵作用。這種涂層通過改變光伏電池表面的物理和化學(xué)性質(zhì),增強(qiáng)其對(duì)光的吸收和利用能力。 截至2023年底,全國(guó)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模已突破31.39GW,新增裝機(jī)規(guī)模更是達(dá)到了約22.6GW,相較于2022年底增長(zhǎng)了超過260%,這一數(shù)字幾乎是“十三五”末裝機(jī)規(guī)模的近十倍。(點(diǎn)擊查看:盤點(diǎn)!光伏背板涂層市場(chǎng)現(xiàn)狀,鑄就未來能源巨擘的起點(diǎn)) 薄膜涂層的下游市場(chǎng)規(guī)模非常龐大,根據(jù)百諫方略(DIResaerch)研究統(tǒng)計(jì),全球功能薄膜規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步擴(kuò)張的態(tài)勢(shì),2024年全球功能薄膜規(guī)模達(dá)到3878.5億元,預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到4117.8億元,2024-2030期間年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為5.99%。目前亞太是全球最大的功能膜市場(chǎng),占有超過73.1%的市場(chǎng)份額。
展望未來,隨著各類薄膜市場(chǎng)的持續(xù)繁榮與蓬勃發(fā)展,上游涂層企業(yè)無疑將迎來一系列寶貴的利好機(jī)遇,這不僅包括市場(chǎng)份額的擴(kuò)大,還有技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品升級(jí)的推動(dòng)。 在此背景下,構(gòu)建一個(gè)高效、協(xié)同且完善的產(chǎn)業(yè)鏈顯得尤為重要,這需要上下游企業(yè)之間建立起更加緊密的合作關(guān)系,通過資源共享、技術(shù)交流、市場(chǎng)拓展等多方面的共同努力,以推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
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