一文解读无色透明PI薄膜在光电领域的应用范围

该聚酰亚胺材料具有优异的耐低温、耐辐射、介电和机械性能、低热膨胀系数、无毒和自熄灭性能，可用于制造薄膜、涂料、先进复合材料、纤维、工程塑料、电光材料、光刻胶等。聚酰亚胺薄膜是由聚酰亚胺薄膜制成的，是当今电子、微电子和航空航天工业中不可缺少的材料之一。其优异的耐热性和柔韧性使其成为柔性封装和柔性光电器件中的重要材料，一直是学者们关注的焦点。

而传统的聚酰亚胺薄膜一般都是全芳香族的，一般是由二胺和二酐缩聚得到预聚物，再进行酰亚胺化处理而制得。二胺残基的给电子性质和二酐残基的吸电子性质导致分子内电荷的移动和电子转移复合物(CTC)的形成，从而导致透光率低和特征性的黄色或棕黄色薄膜，极大地限制了其在光学领域的应用。目前国内外学者通过在聚酰亚胺主链上引入含氟基团、脂环结构、非共面结构、间位取代结构和砜基来抑制CTC的形成，从而提高聚酰亚胺薄膜的透明性，降低薄膜的黄度指数。

透明PI的应用

随着时代的发展，光电器件的更新换代越来越快，人们对光电器件的性能提出了越来越高的要求，如轻量化、超薄化、柔性化等。这一发展趋势为无色透明聚酰亚胺光学薄膜的发展提供了巨大的机遇。本发明的无色透明 PI 薄膜具有明亮、透明、耐高温、加工性好等优点。它可用于柔性显示器件、柔性太阳能电池等基板，在光电子领域得到了广泛的应用。此外，无色透明PI薄膜也是柔性包装材料未来发展的重点。

1、柔性显示器件衬底

柔性基板是柔性显示器件的重要组成部分，起着结构支撑的作用，为光信号传输提供介质。柔性基板的特性和功能在很大程度上决定了柔性器件的质量。目前，柔性显示基板有三种:薄玻璃、透明塑料(聚合物)和金属箔。透明塑料基质和薄玻璃都具有良好的透光性，但是透明塑料基质也具有与金属箔相同的柔韧性。因此，透明塑料基板是柔性显示器的理想选择。塑料背衬柔性显示器具有轻薄、柔性等优点，具有广阔的发展前景。无色透明的聚酰亚胺薄膜具有优异的热稳定性和机械性能，以及较高的拉伸强度。除了广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，PI膜被业界认为是最适合柔性基板的材料之一。

2、柔性薄膜进行太阳能作为电池衬底

柔性薄膜太阳能电池是一种先进、低成本、高性能的电池，可用于太阳能手电筒、太阳能背包、太阳能汽车或集成在屋顶或外墙上。传统的薄膜太阳能电池不适应形状，在柔性聚合物基板上制作薄膜太阳能电池可以解决这个问题，并降低电池的重量和成本。该无色透明 PI 膜具有优异的光学透明性和优异的耐高温性。在加工过程中可以承受450 °C 以上的高温。

3、柔性封装材料基板

封装技术指的是用绝缘结构材料将集成系统电路进行打包，将电 路与外界环境隔离，以防止由于空气中的杂质腐蚀控制电路，同时 也便于管理电路的安装和运输。目前，光电器件的发展 趋势为超薄化、轻质化和柔性化，这就我们需要通过相应的高 性能研究柔性封装材料。传统的玻璃基板厚度影响较大，质 量偏大且不具备一定柔性，无法得到满足企业未来具有柔性封装材料的要求。无色透明 PI薄膜能满足不同柔性生产要求，且透明质轻，可耐高温和高压，因此是中国未来实现柔性封装基板材 料的首选。

通过分子结构设计，如引入含氟基团、脂环结构、非共面结构、间位取代结构、砜基等，可以有效提高聚酰亚胺薄膜的光学性能。进入主链，或者结合以上因素发挥协同作用。在提高PI薄膜光学性能的同时，还应考虑PI薄膜的其他性能，如机械性能、介电性能和热稳定性。此外，纳米复合效应可以在保持PI薄膜光学性能的前提下，降低其热膨胀系数，提高其力学和耐热性能。

无色透明PI薄膜无疑是一种技术含量高、附加 值高的新型材料，优良的综合性能使其成为先进光 电器件的理想选择。可以预见，随着光电制造需求 的不断增加，无色透明PI薄膜的研究将会受到学术 界和工业界的更多关注，无色透明PI薄膜正面临着 巨大的发展机遇。

目前无色透明的PI膜在市场上非常有限，而且价格昂贵，所以只在高端电子产品中使用。因此，如何降低无色透明PI膜的成本，值得材料研究者深入研究。