您的位置:中华显示网 > 新闻动态 > 产品应用 >

柔性屏“黄金薄膜”在汉量产

编辑:chinafpt 2021-12-01 14:01:03 浏览:464  来源:长江日报

  党的十九届六中全会通过的《决议》指出,“党坚持实施创新驱动发展战略,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,健全新型举国体制,强化国家战略科技力量,加强基础研究,推进关键核心技术攻关和自主创新,强化知识产权创造、保护、运用。”

  江汉大学牵头研发的柔性显示材料科研成果闯过转化“死亡谷”,从高校实验室走进工厂、走向市场,坚持走科技自立自强之路。

  这种用于制造可折叠显示屏的材料名叫聚酰亚胺浆料(PI浆料),用它制成的聚酰亚胺膜(PI膜)已在武汉天马微电子、武汉华星光电等光电显示龙头企业中批量应用,并用它制造了可弯曲、可折叠的手机屏幕。

  11月29日,江汉大学光电材料与技术学院院长刘继延教授复盘柔性显示材料的研发和转化过程时说:“这是一个产学研用协同攻关、科研成果成功转化的范例。”

  研发:柔性显示屏的“黄金薄膜”建起“专利墙”

  刘继延教授同时是江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室主任,由他牵头的科研团队长期从事光电化学材料的科研攻关。

  早在2012年,可折叠手机概念已经问世。制造可折叠手机,其屏幕要能弯曲、折叠,这种屏幕被称为柔性显示屏。

  “柔性显示屏最先应用于高端手机上,未来,更会大量应用于可穿戴电子产品上。”刘继延教授向长江日报记者介绍柔性显示材料,目前的手机屏幕不能弯曲,是因为它的基板是用玻璃做的;柔性显示屏的基板是塑料板,塑料板上要敷设一层聚酰亚胺膜(简称“PI膜”),电路、蒸镀、发光层等都搭建在上面。

  在光电显示材料领域,把PI膜视为“神膜”“黄金薄膜”。它薄如蝉翼,仅有15—20微米(注:微米,长度单位;1毫米=1000微米)厚度,但能承受200兆帕的强度,用PI膜制成的手机屏幕可以像纸一样折叠、弯曲。

  “制备PI膜的高分子材料就是PI浆料,是制造柔性显示屏的基础材料。”刘继延教授介绍,制造柔性显示屏有多道工序,PI浆料应用在最底层,覆盖在玻璃平板上,其上再叠加薄膜晶体管(TFT)发光材料等,通过高温蒸镀、沉积、退火等制程处理后,激光剥离成一张薄膜。

  记者查询资料发现,京东方、华星光电、天马微电子等显示面板制造企业在全国建了几十条柔性显示屏生产线,仅制造可折叠手机的屏幕,每年就需要PI浆料近5000吨。

  2012年,柔性显示材料与技术湖北省协同创新中心成立,江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室牵头,华中科技大学、武汉天马微电子公司、华烁科技有限公司等协同攻关,对上游材料,中游器件及显示屏,下游手机、电脑等进行全产业链协同创新。这一项目获国家863计划、国家重点研发项目等多个项目支持。

  “我们搞研发,必须进行高水平的科技创新。”刘继延教授说,“什么是高水平的科技创新?具体到PI浆料的攻关上,就是原创,要走跟别人不一样的技术路径,配方要跟别人不一样,技术指标也要比别人好。”

  5年攻关,江汉大学科研团队成功研发并制备出用于柔性显示的两类基板材料并解决了产业化的关键技术问题,申请并获得国内外专利30余项,“建起了‘专利墙’”。

  攻关:天马微电子暂停生产线给实验“让路”

  在实验室里制备出10克、20克PI浆料,用实验室里的装备能做出PI膜,那叫“小试”。

  刘继延教授介绍,科研成果转化,完成“小试”,只是第一步,接下来还要进行“中试”,就是通常所说的“放大”实验。通过中试,把实验室里形成的各项目数据拿到工厂的生产线上进行实验和验证,经过不断调整,形成工业化标准和生产工艺。

  中试,被视为科研成果转化的瓶颈。在中试阶段,需要做多次验证,而且每次验证的时间短则一个季度、长则跨年,验证费用一次少则数十万元、多则百万元。

  “科研成果‘纸’变‘钱’,中试绕不开。闯过了中试,就相当于闯过了科研成果转化的‘死亡谷’。”刘继延教授介绍,高校等科研院所大多不具备中试条件,需要寻求社会帮助,“武汉天马微电子作为项目的参与方,及时伸出了援手”。

  武汉天马微电子毅然暂停生产线,“把时间、生产线都腾了出来”。刘继延介绍,柔性显示材料每上线一次,天马微电子就暂停一次生产,损失至少200万元。

  在武汉天马微电子公司的生产线上,江汉大学刘继延团队完成了PI浆料“放大”实验,制备的PI膜同时还进行了柔性屏的制程实验。

  多次实验结果表明,刘继延团队研发的PI浆料和制备的PI膜,包括膨胀系数、耐高温性、储存的稳定性、粘附性、热分解温度等各项技术指标完全达到国外厂家同类产品的指标,“并且更适应国内光电显示器生产厂家的需求”。

  运用:江汉大学科研成果在汉转化,国内量产取得“零的突破”

  时间到了2017年,PI浆料项目相继完成了实验室理论研究、小试和中试,也建起了自己的“专利墙”,到了大规模转化的关口。

  全国各地的企业纷至沓来伸出橄榄枝,其中包括位于武汉经开区的上市公司鼎龙股份。

  记者了解到,早在2012年,鼎龙股份前瞻布局,几乎与江汉大学同步研发PI浆料。为此,鼎龙股份投资8000万元建设了检测评价实验室,引进了国内唯一的4.5代线PI涂覆机。经过苦心攻关,鼎龙拥有了14项PI浆料相关发明专利,2017年量产100吨,率先通过国内知名面板厂商测评。

  鼎龙股份副总裁黄金辉介绍,刘继延教授团队的成果初具雏形后,北京和深圳多家企业都想与江汉大学合作,并且开出了优厚的条件,但江汉大学坚持认为,学校的科研成果最好在武汉实现转化。“我们公司在国内较早开展柔性显示关键材料的研发,技术和管理团队踏实肯干,双方考察后很快达成了合作意向,联合进行柔性OLED基板用PI材料的产业化。”

  “在鼎龙股份,PI浆料实现了产业化,进入京东方、华星光电、天马微电子等面板厂商。”刘继延教授介绍,2018年,江汉大学和鼎龙股份展开战略合作、向鼎龙股份转让PI浆料的核心专利,2019年7月鼎龙股份就形成了年产1000吨PI浆料生产能力。

  作为国内第一家实现PI浆料产业化的企业,鼎龙股份建成了我国首条PI浆料生产线、PI浆料涂布成膜验证实验室,面板及盖板所需的无色PI浆料研发也已取得突破性进展。

  2020年年底,鼎龙股份旗下武汉柔显科技有限公司制备的黄色耐高温PI产品PY102取得首批吨级订单,实现零的突破。目前,鼎龙股份年产1000吨的PI浆料产线已经投产,拥有持续稳定的供货能力。

  眼下,鼎龙股份正在潜江建设光电半导体及光电显示材料研发和生产基地,已经启动的二期项目中就包括年产5000吨PI膜项目。

   柔性显示屏的PI膜、PI浆料

     1 什么是PI膜

  柔性显示屏的基板是塑料板,塑料板上要敷设一层聚酰亚胺膜(简称“PI膜”),电路、蒸镀、发光层等都搭建在上面。

     2 PI膜有什么用

  PI膜号称“神膜”“黄金薄膜”。它薄如蝉翼,仅有15—20微米厚度,但能承受200兆帕的强度,用PI膜制成的手机屏幕可以像纸一样折叠、弯曲。

    3 什么是PI浆料

  制备PI膜的高分子材料就是PI浆料,是制造柔性显示屏的基础材料。

    4 PI浆料和PI膜是什么关系

  PI浆料应用在最底层,覆盖在玻璃平板上,其上再叠加薄膜晶体管(TFT)发光材料等,通过高温蒸镀、沉积、退火等制程处理后,激光剥离成一张薄膜(PI膜)。

标签:
柔性屏

关注我们

公众号:china_tp

微信名称:亚威资讯

显示行业顶级新媒体

扫一扫即可关注我们