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​PITA2021丨瑞華泰柳南舟:摺疊蓋板的需求痛點為摺疊摺痕,剛性保護、表面硬度和更優彎折

​PITA2021丨瑞華泰柳南舟:摺疊蓋板的需求痛點為摺疊摺痕,剛性保護、表面硬度和更優彎折

10月13日-14日,由勢銀(TrendBank)主辦的“2021勢銀聚醯亞胺材料產業大會”(PITA 2021)在蘇州希爾頓酒店隆重舉行。

在本次大會上,深圳瑞華泰薄膜科技股份有限公司董事長助理 柳南舟發表了題為《從產業角度看CPI薄膜的應用發展》的演講。

​PITA2021丨瑞華泰柳南舟:摺疊蓋板的需求痛點為摺疊摺痕,剛性保護、表面硬度和更優彎折

柳南舟表示,CPI薄膜具有4個特點分別為安全性、易加工性、成本可降性、產品發展性;而摺疊蓋板的需求痛點為摺疊摺痕,剛性保護,表面硬度和更優彎折。本次演講柳南舟主要圍繞CPI薄膜未來在“柔”性電子應用方面的發展等內容展開。

以下是演講全文:

感謝唐總和孫總的邀請,本次主要講CPI薄膜的應用發展。首先回顧一下聚醯亞胺薄膜的發展歷史,在傳統的聚醯亞胺薄膜裡,在什麼場景下必須要使用聚醯亞胺?

通俗來講,首先在使用環境中,當溫度超過了200℃,同時也要保持其他效能的穩定性的情況下,需要用到聚醯亞胺薄膜。其次,在加工製程過程中,當溫度超過200℃,不管在上面做半導體、電路等,聚醯亞胺都是一個最好的耐熱的柔性基材。

1960年,杜邦開啟了PI薄膜的商業化,PI薄膜主要作為柔性的絕緣材料,我們對它的訴求便是耐高溫,高絕緣以及輕薄、柔性化。到了90年代,PI作為柔性電子材料得到了廣泛的推廣。電子產品的發展為PI薄膜帶來了契機,智慧手機的快速發展也將聚醯亞胺的應用推向了一個新的高峰,同時也延伸出了很多功能性的聚醯亞胺,比如說黑色的、高導熱的PI。2010年後,我們將CPI看成聚醯亞胺家族中的一個新成員。

CPI主要是由杜邦公司率先發明出來的,起初主要是應用於薄膜太陽能以及透明的FPC。在2011年,我們透過與範琳老師合作產出第一個成卷的、大幅寬CPI薄膜。到2018年,隨著摺疊顯示為CPI帶來的一個全新機遇,對CPI薄膜也提出了“剛柔並濟”、高模量、高強度、彎折次數和低蠕變的要求。

在整體效能方面,CPI與PI相比,其很多效能都是在同一範圍內可調的,其中重要的區別是透光率,不過範老師早上也提到了透光率目前已經不是一個最重要的指標。

柔性顯示為聚醯亞胺帶來了一個新的發展機遇。這是一個理想的摺疊屏結構,實際上摺疊裝置各層器件同時具備的首要特性是柔,首先其必須滿足彎折半徑和彎折次數的要求,其次在各層器件中發揮它的特殊效能,比如剛性、耐高溫、光學效能等。

我們可以簡單的看一下,不僅僅是蓋板層需要耐20萬次以上的可摺疊,而是所有結構器件層都需要滿足耐折要求。

蓋板層主要由無CPI + H/C構成的。在偏光片層與觸控層也提出了用CPI作為基材的方案,但這兩層的特點不太一樣,接下來是TFT基板層主要是耐高溫、低CTE的PI漿料(為應對屏下攝像頭目前也在開發CPI漿料)。下面還有一個高平整性的PI作為背保,在模組製造階段,還有基於高模量PI的結構支撐層,從PI製得高導熱的石墨層,以及封裝驅動晶片基於超低CTE PI薄膜的CoF。

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今天重點討論的是CPI蓋板,實際上已經有很多的成功案例。第一款為2019年的三星產品,其採用的CPI為住友的產品,自從2020年華為推出了Mate X/Xs手機後,CPI蓋板就變成了兩層80微米的CPI加10微米的H/C。而2020年摩托羅拉Razr以及Thinkpad的X1Fold,採用的是80微米的CPI加上3微米的H/C。華為MateX2採用的是50微米的CPI加10微米H/C,另外小米Mix Fold跟也是採用相似方案。

CPI第一個優勢是它可以獨立地作為第一表面,無需再加保護膜,並且已經有了成功的商業化應用方案;第二個優勢是它滿足外折抗衝擊的要求以及水滴型的摺疊需求,同時我們可以有多種厚度去選擇、去改變這種疊加的方案。目前的商業案例中,除了第一代用的是住友的CPI,後面皆採用的是科隆的CPI,硬化塗層目前來說基本上是日本企業來完成。當前蓋板CPI的產業鏈很長且非常複雜,多國多地流轉,行業期待本土產業鏈能解決。

CPI在摺疊屏應用共有4個特點,第一是安全性,它沒有碎屏風險,適應水滴形態的摺疊。未來在大屏和捲曲,CPI一定是首選的方案;第二是易加工性,目前我們卷對卷的生產效率很高,下游加工的產業成熟度也很高,這有利於CPI快速放量,具有降低成本的優勢;第三為成本,目前還沒有真正應用到產品中的國產化蓋板材料,但是我相信國產化成功後,成本的下降空間有很大優勢;第四是產品發展性,PI的魅力在於可以透過分子結構以及工藝的調控,來拓展它的效能,因此其效能拓展還存在很大的空間和可行性。

CPI可以疊加其他材料,剛才維信諾孫總所說的搭配UTG或者搭配其他材料共同使用也一是種新的可能性。

摺疊蓋板現在的需求痛點是什麼?現在的訴求是什麼?

第一個是摺疊屏中的摺痕,下圖是一個國外網站做的三星Fold3和華為Mate X2的對比,MateX2摺痕會明顯優於Fold3,華為在90度和45度的角度,當屏點亮時,幾乎看不到摺痕。目前華為的MATE X2在螢幕上基於CPI蓋板對摺痕處理已經非常成功。

在使用過程當中,唯一遺憾是手機太重了,這是一個痛點。所以未來在CPI的改善方向上,第一是降低蠕變,CPI薄膜在應變下的蠕變;第二是提高模量,現在使用的是6GPa,後面是8GPa、10GPa,降低成本也是業界最希望看到的。

不管是UTG還是CPI,跟其他的材料相比只是一個剛剛萌芽的材料,還達不到非常的完美,相比其他的商業化材料,還是剛剛起步,後面的發展還需要雙方各自努力。

第二個是疊加功能,CPI以後可能在降低Rth指數和複合結構上做一些嘗試。從它的應用形態來看,這裡一大一小,小的也會擁有特定人群以及市場。

目前大屏從8寸-12寸-17寸,從Thinpad的12寸到三星出的概念17寸也是一個方式。拉伸捲曲屏未來也是一個很好的方向。

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瑞華泰目前在CPI蓋板方面,第一代的CPI在現有的電子級產線上已經進行了多輪的測試和量產,目前來說有幾個特點,一個是高模量,大於6。5GPa,跟進口的競品相比無需Primer,裸膜YI小於1。5。在同等場景下的彎折表現更優,包括動靜彎折疲勞後的回覆角度、應變疲勞回覆的測試,模組疊層的彎折測試。與國外競品相比,我們的產品提升了20%。第二代在研產品目標是將模量提高到8。5GPa。

瑞華泰自2016年開始,光電CPI正式立項,也獲得了中科院化學所的專利授權;2017年,建成先進膜實驗室,對柔性顯示應用的PI進行了系列的產品研發,包括多個系列的CPI薄膜以及PI、CPI漿料。

2018年,形成自由技術和初代樣品,參加了FTJ/SID的國際展,對接全球所有的面板廠、終端廠。

2019年,中試產品獲得認可,6GPa以上的產品上線成功並獲得了終端的認可,簽訂了合作專案協議,同年開始光學級專用生產線進行設計、製造。

2020年,我們的產品實現定製化目標,也實現了H/C的突破,完成了六批次的送樣以及產品評估,完成了硬化處理同時硬化處理的帶H/C的產品也獲得了透過。

2021年最重要的任務是將這條可能是國內的首條光學級CPI的專線完成建設,整體產線全製程都是在千級套百級的淨化條件下完成的,我們預計年底計劃具備除錯條件,爭取2022年第一季度投產。

產線建設並不是單單的一個產線,我們認為更是一個光學級的生產加研發的平臺。我們內部有一種理解:一代配方、一代工藝、一代裝備,你必須做到三個系統工程的協同發展,這也是我們更看重的能力建設。有了這套光學級的平臺,我想我們在光學級CPI的應用領域能有更多的創造性機會。

關於未來的發展,嘉興瑞華泰是我們上市以後第一個募投的專案,現在廠房建設已經差不多了,新一代的生產線已經開始製造了,計劃在2022年下半年陸續投產,同時加強在功能性PI薄膜的產能建設。

我們希望能深耕柔性顯示產業,為產業提供一站的PI材料解決方案,包括各類的CPI/PI薄膜、CPI/PI漿料以及多層模組、COF基材,我們希望以優秀的商業化產品贏得上下游的支援與合作,非常感謝。

注:本速記稿未經演講嘉賓稽核,僅供參考

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