随着科技的发展，手机、电视机等拥有显示屏的电子电器产品，正向着更轻、更薄、更易收纳的方向发展。如果最近大家逛一逛家电市场就会发现，OLED(有机发光二极管)电视机已经成为了各大主流电视整机厂商的主推款式。一些OLED电视屏幕厚度仅有2.57毫米，纤薄的机身使其真的可以像一张壁画那样紧贴在墙面上，还具有超广可视角度、几乎无穷大的对比度等画质优势。
除了电视机，目前三星 、苹果、华为等品牌手机制造商也已经开发出了OLED 屏幕的折叠手机，并即将推向市场。不同于我们传统概念的翻盖折叠手机，这种手机因为屏幕可以像纸一样轻薄可折叠，实现了机身整体折叠收纳的可能。
手机、电视机屏幕可弯曲折叠，已经不再是梦，而为它们解锁这一功能的，正是新型OLED屏幕的开发使用。而这一切的基础，则是PI膜。
获封“黄金薄膜”
在生产OLED显示屏的过程中，首先需要基体材料具有耐热性以及高温尺寸稳定性。基板材料在高温制造过程中，如果不能保持优良的尺寸稳定性，将会对最终显示器件的品质与可靠性产生致命影响。例如，如果基板在高温时的尺寸变化过大，会造成光对位精度变差以及在材料层界产生内应力，导致OLED器件显示精度的降低，并有可能在弯曲时造成层与层之间的剥离。
此外，OLED基体材料必须具有柔韧性，且要在折叠的情况下不会断裂，这样一来，OLED屏才能实现可弯曲、可折叠。
中国科学院化学研究所研究员刘金刚介绍，PI(聚酰亚胺)是一类分子结构中含有酰亚胺环的有机高分子材料，刚性的酰亚胺环赋予了这类材料优异的综合性能，从而使得PI成为柔性显示器件基板的首选材料。
科学家们经过对比发现，PI薄膜具有优良的耐高温特性、 良好的力学性能以及优良的化学稳定性，就算是在-270℃的极度低温以及400℃极度高温的条件下使用，也不会改变薄膜的属性，既不熔融也不燃烧，具有最高的阻燃等级，不会被有机溶剂侵蚀和破坏，薄膜的拉伸强度和弯曲强度超过100兆帕，因此 PI 薄膜又被称为“黄金薄膜”。
OLED有一个致命的弱点，就是怕氧怕水。一旦有氧气或者水汽进入到OLED器件中，就会引起OLED器件寿命的大幅衰减，严重影响屏幕的使用寿命和使用性能。因此，OLED的使用寿命和效果很大程度上取决于柔性基板及封装技术对于氧气和水汽的隔阻能力。
针对这个问题，在生产柔性OLED器件的过程中，工程师们利用磁控溅射等方法，将SiO2、Al2O3等成分喷涂在PI基材表面，就形成了水汽阻隔膜。这样一来，OLED在保证了可弯曲折叠的前提下，实现了防水防氧化，大大增加了屏幕的使用寿命。
成就微电子技术
OLED显示屏一般采用的是挠性印制电路板(FPC)，具有轻、薄、柔韧性好等优点，有利于制造更轻薄的显示屏产品。而挠性覆铜板(FCCL)则是生产FPC的基础材料。FCCL表面的挠性绝缘基膜，除了要具有良好的机械性能和介电绝缘性能外，还必须具备优良的挠曲性、尺寸稳定性和耐热性能。
山东万达微电子材料有限公司高工刘学勇介绍， PI膜由于具有介电常数低、热稳定性高、吸湿性低和力学性能好等特性，因而被广泛用作挠性覆铜板的基底材料及其配套的覆盖膜中，对电子线路起着机械支撑和高介电绝缘的作用。
FCCL对其覆盖薄膜除了有电力学性能的各项要求外，对薄膜的热膨胀系数、性能、厚度和质量等也都有较高的要求。在这方面，PI薄膜耐400℃高温的性能就能起到很好的效果。在利用PI膜制成的挠性线路板进行电路板热熔焊接时，基板不会熔融、分解，能够很好支撑FCCL的生产要求。此外，低热膨胀系数也是FCCL生产过程中需要考量的重要指标，而PI薄膜的热膨胀系数与铜信号线接近，避免了由于两者之间热膨胀系数差别较大而引起内应力。
作为FCCL基底材料，其吸潮率也要越低越好。当吸潮率低于2%时，柔性封装基板在图形制作过程中，才能在250℃~300℃的高温环境下不产生气泡或剥离现象。PI膜由于酰亚胺基团的存在，使其吸水率低于1.5%，极好地满足了FCCL的生产需求。
此外，PI膜能够做到极薄，其厚度可做到12.5微米。这也给OLED微电子零件的封装形成了有力支撑。
各种优异性能的结合，使得OLED柔性屏幕的生产成为了常态。难怪业内有人说：“没有PI薄膜，就不会有今天的微电子技术;没有12.5微米规格的PI薄膜，就没有最先进的微电子封装。”
助力智慧生活
PI薄膜是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在强极性溶剂二甲基乙酰胺 (DMAC)中，经缩聚并流延成膜再经亚胺化处理后得到的，其生产工艺较为复杂，技术含量高。
但由于PI分子结构中存在芳香共轭结构，易形成电子转移络合物，因此PI薄膜普遍呈棕黄色，这使其在柔性显示器基材中的应用受到限制。因此，科学家们通过分子结构设计、新合成技术等方法，对PI薄膜进行改性，以使其能够有更广泛的应用。
西南科技大学教授黄渝鸿介绍，从分子设计上减少共轭单元、分子内和分子间的传荷作用，可提高PI薄膜的透明性，主要方法是在分子结构中引入含氟取代基、砜基等。PI膜引入含氟取代基后，可在不影响其良好耐热性能的前提下，大幅度提高PI薄膜的溶解性和透明性，并降低其介电常数和吸湿性。
此外，通过对聚酰亚胺分子结构优化设计，引入官能团，可以提高PI膜产品的性能。科学家们开发了PI低温化学酰亚胺化工艺，通过喷涂—双向拉伸法生产超薄PI薄膜，提高了薄膜平整性和力学性能，薄膜最薄可达到6微米，介电强度、热/吸湿膨胀系数、拉伸强度等指标也都能达到国际先进水平。
PI膜改性后，综合性能优异，应用领域也因此被扩展到量子点电视、VR眼镜、智能家居、车载、人工智能、智慧楼宇、无人驾驶等领域。未来，包括教育、服饰、体育竞技、智慧城市等都将是柔性显示技术的用武之地，“互联网+柔性显示”也将在不久的将来，催生出一个全新的互联网时代。
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