【干貨】一個膜材老兵關(guān)于柔性AMOLED用的PI技術(shù)剖析

聚酰亞胺是指一類具有酰亞胺結(jié)構(gòu)的高分子，可分為熱固型、熱塑型，可溶型和不可溶型等多種類型。

一般常規(guī)的聚酰亞胺指的是使用均苯四甲酸二酐（PMDA）和二胺基二苯醚（ODA）合成形成聚酰胺酸，之后酰亞胺化而成。聚酰亞胺可以制作成為塑料、薄膜、纖維、清漆（漿料）等，用于電機(jī)、電磁線、變壓器、FPC、高溫膠帶、鋰電池標(biāo)簽、高鐵、液晶顯示器、柔性O(shè)LED顯示屏、高溫除塵袋等多領(lǐng)域。本文重點介紹用于柔性AMOLED屏的聚酰亞胺。

AMOLED顯示屏在這兩年成為行業(yè)熱點，特別是柔性AMOLED顯示屏。

柔性AMOLED顯示屏目前主要是用聚酰亞胺代替玻璃來做基板，從而使得屏幕變得可彎曲，變硬屏為軟屏。本文主要介紹不同TFT背板的AMOLED顯示屏用的聚酰亞胺情況，并介紹和柔性AMOLED顯示屏相配套的觸摸屏用聚酰亞胺。其他用于PMOLED、FPC、保護(hù)膜膠帶等無色透明聚酰亞胺不在本文介紹范圍內(nèi)。

用于柔性AMOLED基板的聚酰亞胺

AMOLED分為：

1、以玻璃為基板的硬屏

2、以聚酰亞胺為基板的軟屏，其他以超薄玻璃的軟屏未見量產(chǎn)柔性AMOLED的工藝

柔性AMOLED顯示屏大體工藝介紹：

在光學(xué)玻璃上通過狹縫式涂布頭涂布光學(xué)高尺寸穩(wěn)定性聚酰亞胺漿料，再通過氮氣保護(hù)固化成膜，制作成軟性光學(xué)背板。

在固化好的聚酰亞胺膜上制作水氧阻隔層，一般是多層沉積SiOx。

制作好水氧阻隔層之后，制作TFT層，工序復(fù)雜，涉及高溫，TFT大概為低溫多晶硅和氧化物TFT兩類。

蒸鍍OLED發(fā)光層，多次蒸鍍，蒸鍍次數(shù)，每家顯示屏廠都有不同，之后蒸鍍好陰極Al。

在陰極上制作水氧阻隔層，有一類工藝直接低溫有機(jī)無機(jī)雜化，形成高水氧阻隔層，有些工藝水氧阻隔層效果不佳，需要再外貼水氧阻隔膜。

AMOLED完成后，再通過激光等方法把載板光學(xué)玻璃脫離，制作成柔性AMOLED。

柔性AMOLED的分類

1.以LTPS（低溫多晶硅）-TFT的頂發(fā)光工藝。

以LTPS-TFT的AMOLED，是目前10寸以下的屏幕的主流，從三星雙曲面型手機(jī)到蘋果的iPhone X，一般產(chǎn)線多為4.5代線到6代線之間，*大為六代線。

目前，用于手表、手機(jī)的柔性屏絕大部分為LTPS-TFT的AMOLED，此項技術(shù)以韓國三星為主，國內(nèi)京東方、維信諾、國顯、華星光電、天馬和和輝的產(chǎn)線也都是LTPS-TFT。

由于LTPS-TFT的背板制作工藝溫度高，要求基板的CTE非常小，目前只有耐高溫低CTE的黃色PI漿料能夠滿足其要求。使用耐高溫低CTE的黃色PI漿料會造成，從陽極PI一側(cè)發(fā)出的光線被黃色PI阻擋之后，只有黃光發(fā)出。為了現(xiàn)實原色顯示，一般通過頂發(fā)光工藝，讓光線從陰極發(fā)出。

2.以氧化物（IGZO）TFT的底發(fā)光工藝

以氧化物TFT的AMOLED，是大尺寸柔性顯示屏的主流，一般以8代線及以上為主，技術(shù)主要掌握在LG手中。氧化物TFT的工藝溫度在350℃以上，要求基板CTE在9ppm以下，目前有部分廠商的無色透明聚酰亞胺可以達(dá)到工藝要求。由于使用無色透明聚酰亞胺，所以光線可以從陽極PI一側(cè)發(fā)出。

用于LTPS-TFT的耐高溫黃色聚酰亞胺漿料的要求

首先需要說明的用作基板的PI為漿料（清漆），不是薄膜，目前還未見貼附薄膜型基板大規(guī)模量產(chǎn)。

用于LTPS-TFT的耐高溫黃色PI漿料主要要求如下：

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為450℃以上

線性膨脹系數(shù)為6PPm以下

雜質(zhì)要求在10PPm以下，具體每家顯示屏廠不同

溶劑使用NMP

其他固含量和粘度等每家各有差異。

用于氧化物TFT的無色透明聚酰亞胺漿料的要求

1.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為350℃以上

2.線性膨脹系數(shù)為9PPm以下

3.成膜后，透光率87%以上

4.雜質(zhì)要求在10PPm以下，具體每家顯示屏廠不同

5.溶劑使用NMP

6、其他固含量和粘度等每家各有差異

與柔性AMOLE顯示屏配套的觸摸屏用無色透明聚酰亞胺

柔性AMOLED顯示屏配套的觸摸屏分類

1.以玻璃為觸摸屏蓋板的硬屏

當(dāng)前，柔性AMOLED制作的手表、手機(jī)主要配套的觸摸屏都是以玻璃為蓋板的硬屏。由于柔性AMOLED顯示屏難以支持In Cell和On Cell觸控工藝，當(dāng)前都是采用Out Cell工藝。

觸摸屏分為蓋板層和導(dǎo)電膜層（film Sensor ）,導(dǎo)電膜層主要以聚酯硬化膜、COP膜為ITO膜基膜，也有極大可能用無色透明聚酰亞胺薄膜來制作。

2.以無色透明PI硬化膜為蓋板的軟屏

當(dāng)折疊屏發(fā)展為可以批量化之后，觸摸屏也隨之變?yōu)檐浧痢＼浧恋挠|摸屏要求，蓋板和導(dǎo)電層都要達(dá)到*少10萬次彎折，目前只有無色透明聚酰亞胺可以達(dá)到這一要求，其他光學(xué)薄膜還暫時沒有達(dá)到這一要求。

硬屏可能用到的無色透明聚酰亞胺薄膜

由于以聚酯硬化膜、COP膜來蒸鍍ITO膜，由于薄膜耐溫不高，造成蒸鍍溫度低，ITO膜的方阻偏大。使用光學(xué)級無色透明聚酰亞胺薄膜（包括卷材和在玻璃上制作的片材）來蒸鍍ITO膜可以把方阻做到玻璃ITO導(dǎo)電膜的水平，可以顯著提高觸摸屏的觸控靈敏度。

用于ITO膜的無色透明聚酰亞胺，*好是卷對卷的光學(xué)膜，如果沒有辦法采購到卷對卷的光學(xué)膜，也可以使用無色透明聚酰亞胺漿料通過玻璃涂布方法，制作成片材。其主要要求如下：

1.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在260℃以上

2.透光率在90%以上

3.b值在1以下

軟屏用到的無色透明聚酰亞胺

軟屏的導(dǎo)電膜和蓋板硬化膜都要用到無色透明聚酰亞胺薄膜，主要原因上文已經(jīng)說到，主要是因為耐彎折性其他透明光學(xué)膜達(dá)不到。軟屏的導(dǎo)電膜層，當(dāng)前似乎只有無色透明聚酰亞胺薄膜為基膜的納米銀線導(dǎo)電膜才可以實現(xiàn)，是否已經(jīng)可以大批量生產(chǎn)，筆者不好下定論。這一路徑是*接近可以規(guī)模化量產(chǎn)的路徑。

蓋板用無色透明聚酰亞胺硬化膜，主要要求在6H以上的硬度，還要求耐十萬次以上彎折，這是高難度硬化膜，和卷對卷光學(xué)級無色透明聚酰亞胺薄膜一樣難以生產(chǎn)。

觸摸屏用無色透明聚酰亞胺薄膜卷對卷生產(chǎn)難題

當(dāng)前，可以實現(xiàn)光學(xué)級無色透明聚酰亞胺薄膜卷對卷生產(chǎn)，似乎為日本三菱瓦斯和韓國科隆。主要難題在于如下：

在空氣中溫度超過240℃，無色透明聚酰亞胺薄膜會黃變。

低溫下，溶劑難以排除干凈。

當(dāng)前鋼帶流延法，無法達(dá)到光學(xué)級效果。

無色透明聚酰亞胺薄膜的單體太貴，中試試驗費用以千萬乃至上億計。

光學(xué)級無色透明聚酰亞胺薄膜卷對卷產(chǎn)線，為上述可生產(chǎn)企業(yè)自己組裝改造，處于高度保密狀態(tài)。

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采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。