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圖1：已開始供貨卷成卷狀的厚5μm、寬600mm的聚酰胺薄膜。

　　東麗開發(fā)出了無鹵且阻燃性高的無色透明聚酰胺薄膜（圖1）。具有315℃的耐熱性，與普通樹脂薄膜相比可更容易實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)成膜，能夠輕松用于FPD及太陽能電池等電子器件的制造工序。該公司設(shè)想的用途領(lǐng)域包括柔性顯示器、太陽能電池底板、電路底板及光路底板等。該公司曾于2007年發(fā)表過類似的聚酰胺薄膜，但因?yàn)楹u所以無法在電子器件上使用。

　　此次的聚酰胺薄膜在用于柔性顯示器底板時，主要有四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。第一，由于可用于200℃以上的高溫工序，因此可使透明電極材料經(jīng)高溫硬化實(shí)現(xiàn)低電阻。第二，可支持含有回流焊工序的驅(qū)動IC自動封裝處理。第三，由于熱膨脹系數(shù)與ITO （氧化銦錫）、阻氣膜、玻璃底板接近，因此制造后的曲翹少。第四，不易破裂。

　　此次聚酰胺薄膜的厚度可在5～20μm的范圍內(nèi)進(jìn)行控制。而只用此次的薄膜來構(gòu)成柔性顯示器底板的話，這一厚度就會過薄。因此，為了實(shí)現(xiàn)該薄膜在柔性顯示器底板的應(yīng)用，東麗設(shè)想的是與超薄型玻璃底板或者與PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）等薄膜底板層疊的方法。這兩種方法均可加強(qiáng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。與PET等薄膜底板層疊時，通過使聚酰胺薄膜具備與玻璃相當(dāng)?shù)乃魵馔高^抑制水平，便有望形成有機(jī)EL等器件。

　　而對于與超薄型玻璃底板層疊的方法，則預(yù)定將此次的聚酰胺薄膜與與日本電氣硝子30μm和50μm厚的玻璃底板進(jìn)行層疊，在“nano tech 2010（國際納米科技綜合展，2月17～19日）”上展出。

　　另外，將此次的薄膜單獨(dú)用于底板時，有望實(shí)現(xiàn)在電子設(shè)備的機(jī)殼上進(jìn)行粘貼的用途。

　　在分子設(shè)計和薄膜成形上下工夫

　　此次的聚酰胺薄膜除了無鹵外，還具備用于FPD柔性底板時所必需的諸多要素（圖2）。首先是聚酰胺獨(dú)有的（1）玻璃轉(zhuǎn)移溫度達(dá)到315℃的高耐熱性、（2）楊氏模量達(dá)到10GPa的高剛性、（3）熱膨脹率達(dá)到－3～5ppm/℃的出色尺寸穩(wěn)定性。

 圖2：此次的聚酰胺薄膜的特性。數(shù)據(jù)由東麗提供。  

　　其次還實(shí)現(xiàn)了以往聚酰胺所不具備的（4）無色高透明性，以及（5）在超薄薄膜底板上的易成形性。以往聚酰胺難以實(shí)現(xiàn)這些要素的主要原因在于分子間力較高。由于這一緣故，此次很難在FPD光學(xué)薄膜上使用。因此，該公司通過在分子設(shè)計上下工夫，解決了分子間力問題（圖3）。  

 圖3：對分子設(shè)計和薄膜成形所下的工夫。數(shù)據(jù)由東麗提供。

　　在保持出色剛性及尺寸穩(wěn)定性的同時易于成形

　　分子設(shè)計的基礎(chǔ)思路是在保持聚酰胺獨(dú)有的出色剛性及尺寸穩(wěn)定性的同時實(shí)現(xiàn)易成形性（圖4）。聚酰胺的剛性及尺寸穩(wěn)定性高是因?yàn)榉肿泳哂兄本€性較高的棒狀結(jié)構(gòu)，而且分子間力也很高。不過，較高的分子間力會使凝聚在一起的多個分子像一個巨大的分子一樣運(yùn)動，在溶于溶劑中時容易出現(xiàn)溶解性下降問題。因此難以形成厚度較薄的薄膜。

　　圖4：在保持聚酰胺獨(dú)有的出色剛性及尺寸穩(wěn)定性的同時，實(shí)現(xiàn)了易成形性。

　　此次，該公司在保持直線性分子結(jié)構(gòu)的同時，降低了聚酰胺的分子間力。對于實(shí)現(xiàn)的原因，該公司提到了對分子間的有序性進(jìn)行控制以及對置換基的種類及配置位置進(jìn)行控制的手段。另外，還對這些分子進(jìn)行了無鹵設(shè)計（圖5）。

圖5：降低了聚酰胺的分子間力。

　　在各拉伸工序中高精密控制張力條件

　　此外，該公司還對薄膜成形下了一番工夫，解決了成形后聚酰胺薄膜容易出現(xiàn)卷曲的問題（圖3）。這一問題是由聚酰胺分子為直線性高的棒狀，物性上容易生產(chǎn)各向異性所引起的。該公司表示，此次通過根據(jù)成形中逐漸變化的聚酰胺薄膜的強(qiáng)度，在溶劑澆鑄、縱向拉伸、橫向拉伸各工序中對張力條件進(jìn)行精密控制，優(yōu)化了薄膜面內(nèi)方向的特性。

　　溶劑澆鑄工序的目標(biāo)是（a）通過控制溶劑干燥速度使面內(nèi)厚度方向的物性實(shí)現(xiàn)各向同性，（b）對薄膜在含有溶劑的狀態(tài)下的強(qiáng)度以及從鑄涂缸上剝離的強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化。在縱向拉伸工序中，對（c）拉伸中逐漸變化的薄膜強(qiáng)度，以及滿足溶劑殘留量的拉伸條件進(jìn)行了精密控制。而橫向拉伸工序的目標(biāo)是（d）對滿足薄膜強(qiáng)度隨著加熱而變化的橫向拉伸條件進(jìn)行控制，以及對（e）為減緩薄膜殘留應(yīng)力對橫向拉伸條件進(jìn)行控制。

　　另外，像此次聚酰胺薄膜這樣的高耐熱透明薄膜材料還有經(jīng)過透明處理后的聚酰亞胺。該公司表示，對原本發(fā)黃的聚酰亞胺進(jìn)行透明處理的分子設(shè)計會導(dǎo)致熱膨脹系數(shù)變大的問題（圖6）。

圖6：與其他底板材料的比較。