【干貨】一個膜材老兵關于柔性AMOLED用的PI技術剖析

聚酰亞胺是指一類具有酰亞胺結構的高分子，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、電磁線、變壓器、FPC、高溫膠帶、鋰電池標簽、高鐵、液晶顯示器、柔性OLED顯示屏、高溫除塵袋等多領域。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、保護膜膠帶等無色透明聚酰亞胺不在本文介紹范圍內。

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柔性AMOLED的工藝

柔性AMOLED顯示屏大體工藝介紹：

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

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無機雜化，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到蘋果的iPhone X，一般產線多為4.5代線到6代線之間，*大為六代線。

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

用于LTPS-TFT的耐高溫黃色PI漿料主要要求如下：

玻璃化轉變溫度為450℃以上

線性膨脹系數(shù)為6PPm以下

雜質要求在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

當前，柔性AMOLED制作的手表、手機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，當前都是采用Out Cell工藝。

觸摸屏分為蓋板層和導電膜層（film Sensor ）,導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

當折疊屏發(fā)展為可以批量化之后，觸摸屏也隨之變?yōu)檐浧?。軟屏的觸摸屏要求，蓋板和導電層都要達到*少10萬次彎折，目前只有無色透明聚酰亞胺可以達到這一要求，其他光學薄膜還暫時沒有達到這一要求。

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，*好是卷對卷的光學膜，如果沒有辦法采購到卷對卷的光學膜，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，主要原因上文已經說到，主要是因為耐彎折性其他透明光學膜達不到。軟屏的導電膜層，當前似乎只有無色透明聚酰亞胺薄膜為基膜的納米銀線導電膜才可以實現(xiàn)，是否已經可以大批量生產，筆者不好下定論。這一路徑是*接近可以規(guī)?；慨a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，和卷對卷光學級無色透明聚酰亞胺薄膜一樣難以生產。

觸摸屏用無色透明聚酰亞胺薄膜卷對卷生產難題

當前，可以實現(xiàn)光學級無色透明聚酰亞胺薄膜卷對卷生產，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。

當前鋼帶流延法，無法達到光學級效果。

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。

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

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