摘要
本論文聚焦可折疊 OLED 顯示屏 CPI（無色聚酰亞胺）光學膜的關鍵技術研發(fā)，并結合 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新研究熱點展開探討。通過剖析可折疊 OLED 顯示屏對 CPI 光學膜的嚴苛性能需求，深入探究其在分子結構設計、制備工藝優(yōu)化及表面改性等核心技術方面的進展。同時，分析 AR 增透膜、疏水膜、反光玻璃在相關領域的創(chuàng)新應用與技術突破，揭示其對 CPI 光學膜研發(fā)的借鑒意義，為推動可折疊 OLED 顯示屏產業(yè)發(fā)展提供全面的技術支撐與新思路。
關鍵詞
可折疊 OLED 顯示屏；無色聚酰亞胺；CPI 光學膜；AR 增透膜；疏水膜；反光玻璃
一、引言
在消費電子領域，可折疊 OLED 顯示屏憑借其獨特的柔性可彎折特性以及卓越的顯示性能，如高對比度、廣視角等，已然成為顯示技術發(fā)展的新方向與焦點。CPI 光學膜作為可折疊 OLED 顯示屏的核心組件，其性能優(yōu)劣直接關乎顯示屏的顯示效果、耐用性與可靠性。當下，不僅要滿足高光學透明性、低霧度、優(yōu)異柔韌性及熱穩(wěn)定性等常規(guī)要求，還需借鑒其他光學膜及相關玻璃材料的前沿技術，以實現(xiàn)性能的進一步提升與創(chuàng)新。目前，CPI 光學膜的關鍵技術仍被少數(shù)國外企業(yè)把控，國內在材料性能與制備工藝方面與國際先進水平存在差距，開展深入研發(fā)迫在眉睫。與此同時，AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃領域不斷涌現(xiàn)新的研究成果與應用案例，為 CPI 光學膜研發(fā)帶來新的啟示與機遇 。
二、可折疊 OLED 顯示屏對 CPI 光學膜的性能要求
2.1 光學性能
CPI 光學膜需在 400 - 700nm 波長范圍具備≥90% 的高透光率以及≤1% 的低霧度，以此保障 OLED 顯示屏呈現(xiàn)出精準的色彩還原度與清晰銳利的顯示畫面。并且，在長期使用以及頻繁折疊的過程中，其光學性能必須維持穩(wěn)定，杜絕因材料老化或者結構變形而致使透光率下降、霧度增加等狀況 。
2.2 機械性能
為契合可折疊 OLED 顯示屏反復彎折的使用場景，CPI 光學膜必須擁有出色的柔韌性與抗疲勞特性。一般而言，需在曲率半徑 5mm 的條件下，能夠承受 10 萬次以上的彎折循環(huán)，彎折之后膜層既不能出現(xiàn)破裂，光學性能也不能有明顯衰減 。此外，膜材還需具備一定強度與模量，以抵御外部機械應力對顯示屏的損害 。
2.3 熱性能
在 OLED 顯示屏的制備流程中，會歷經高溫蒸鍍、封裝等工序，CPI 光學膜需耐受 200 - 300℃的高溫環(huán)境，確保不發(fā)生變形、黃變、分解等問題；在實際使用時，面對不同環(huán)境溫度的波動，要始終保持穩(wěn)定的尺寸穩(wěn)定性與機械性能 。
2.4 化學性能
CPI 光學膜必須具備優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，能夠有效抵抗水氧、酸堿、有機溶劑等的侵蝕，防止因化學腐蝕而導致膜層性能惡化，進而影響 OLED 顯示屏的使用壽命 。同時，在與其他材料復合時，應展現(xiàn)出良好的化學相容性，避免發(fā)生化學反應 。
三、CPI 光學膜關鍵技術研發(fā)
3.1 分子結構設計與改性技術
1.含氟基團引入：在聚酰亞胺分子鏈中巧妙引入含氟基團（如三氟甲基 -CF?），借助氟原子電負性強、原子半徑小的特性，打亂分子鏈的規(guī)整排列，削弱分子間作用力，減少分子鏈間電荷轉移絡合物（CTC）的形成，從而顯著提升光學透明性。實驗表明，引入 15% - 20% 的含氟單體，可使 CPI 膜的透光率從 85% 提升至 92%，并且降低材料的介電常數(shù)，滿足高頻信號傳輸需求 。
2.脂環(huán)結構構建：將脂環(huán)族二酐（如六氟異丙基二酐 6FDA）或二胺單體融入聚酰亞胺分子結構，利用脂環(huán)的剛性與非平面性，抑制分子鏈的緊密堆砌，進一步提高光學透明性與熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，含脂環(huán)結構的 CPI 膜，其玻璃化轉變溫度（Tg）可達 350℃以上，熱分解溫度（Td）超過 500℃ 。
3.共聚改性：采用二元或多元共聚手段，將不同性能的單體進行聚合，實現(xiàn)性能優(yōu)勢互補。比如，將具有高柔韌性的醚鍵單體與剛性的芳香族單體共聚，可在保證光學性能的基礎上，提升膜材的柔韌性與加工性能。
3.2 制備工藝優(yōu)化
1.溶液流延成型工藝：把合成的聚酰胺酸（PAA）溶液通過流延機均勻涂覆在光滑基板上，經過干燥、亞胺化等流程制備 CPI 膜。在流延過程中，需精準控制溶液濃度、涂覆速度、干燥溫度與時間等參數(shù)，以確保膜厚均勻性（厚度偏差≤±2%）和表面平整度 。例如，溶液濃度過高會造成流延困難，膜面出現(xiàn)褶皺；濃度過低則膜層過薄，容易產生針孔等缺陷 。
2.雙向拉伸工藝：為提升 CPI 膜的機械性能與光學均勻性，可采用雙向拉伸工藝。在特定溫度和拉伸速率下，對初步成型的 CPI 膜進行橫向和縱向拉伸，促使分子鏈沿拉伸方向取向排列。研究表明，適當?shù)碾p向拉伸（拉伸倍數(shù)為 2 - 3 倍）可使膜材的拉伸強度提高 30% - 50%，霧度降低 20% - 30% 。不過，拉伸過程中要注意避免因拉伸過度致使膜材破裂或光學性能下降 。
3.涂布復合工藝：在 CPI 膜表面涂布功能性涂層（如防刮耐磨涂層、抗靜電涂層、水汽阻隔涂層等），可進一步優(yōu)化膜材性能。運用狹縫涂布、凹版涂布等精密涂布技術，將涂層厚度控制在納米級精度，保證涂層均勻性與穩(wěn)定性 。例如，涂布二氧化硅（SiO?）納米顆粒與有機樹脂復合的防刮耐磨涂層，可使膜材的表面硬度達到 3H 以上，有效抵御外界劃傷 。
3.3 表面改性技術
1.等離子體處理：利用等離子體中的高能粒子轟擊 CPI 膜表面，引入極性基團（如羥基 -OH、羧基 -COOH），提高膜材表面能，增強其與其他材料（如膠黏劑、阻隔層）的粘接性能。同時，等離子體處理還能改善膜材表面的粗糙度與化學活性，促進功能性涂層的均勻涂覆 。
2.紫外光固化改性：在 CPI 膜表面涂覆含有光引發(fā)劑和活性單體的紫外光固化涂層，經紫外光照射后，活性單體發(fā)生聚合反應，在膜表面形成致密的交聯(lián)網絡結構。該方法可提升膜材的表面硬度、耐磨性與耐化學腐蝕性，且固化速度快，適用于工業(yè)化生產 。
四、AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新研究熱點及對 CPI 光學膜研發(fā)的啟示
4.1 AR 增透膜
近期，華為 Mate 70 Pro 鏡頭所采用的 AR 膜成為關注焦點。該 AR 膜運用先進納米技術，在鏡片表面構建特殊微觀結構，其厚度與光線波長精準匹配。當光線照射時，反射光相互干涉抵消，使反射光強度大幅降低，光線透過率顯著提升，反射率可降至 1% 以下，相比普通手機鏡頭，透光率提升 10% - 15% 。這種技術思路可借鑒至 CPI 光學膜研發(fā)中，通過對 CPI 膜表面進行納米級結構設計，優(yōu)化其對不同波長光線的干涉效果，進一步提高 CPI 膜在可見光范圍內的透光率，減少反射造成的顯示畫面干擾，提升可折疊 OLED 顯示屏的顯示清晰度與色彩鮮艷度 。
4.2 疏水膜
在超疏水光熱膜研究方面，中國科學院寧波材料技術與工程研究所智能高分子材料團隊制備出具有超疏水和光熱性能的 Janus 膜（SPCM）。該膜通過將蠟燭煙灰顆粒部分嵌入透明彈性體薄膜，形成分層納米結構，具備超疏水特性（接觸角～159.7°）以及良好的太陽光 - 熱轉換能力（1 個太陽光下可達～68℃） 。對于 CPI 光學膜，在可折疊 OLED 顯示屏應用中，常面臨水汽侵蝕問題，可參考這種超疏水膜的制備思路，在 CPI 膜表面構建類似的微觀結構或引入疏水基團，增強其防水汽滲透能力，防止水汽對內部有機發(fā)光層及其他組件造成損害，提升顯示屏在潮濕環(huán)境下的可靠性與使用壽命 。
4.3 反光玻璃
鍍銀聚合物反射鏡作為反光玻璃的一種創(chuàng)新形式，通過在具有高透射比、強耐候性的聚合物薄膜一面鍍銀和多層保護膜，形成高反射比的反光表面，粘貼在曲面基底可制成曲面反射鏡。其制備工藝中對反射率提升以及與基底結合穩(wěn)定性的技術手段，為 CPI 光學膜在與其他組件復合時如何增強界面穩(wěn)定性、提高光學性能穩(wěn)定性提供了借鑒。例如，在 CPI 光學膜與 OLED 顯示屏的封裝玻璃等組件復合時，可參考鍍銀聚合物反射鏡的膜層設計與復合工藝，優(yōu)化 CPI 膜與其他材料的界面結合力，確保在折疊過程中各層之間不發(fā)生分離，維持良好的光學性能 。
五、研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)與解決方案
5.1 成本控制難題
CPI 光學膜的原材料，尤其是高性能改性單體價格高昂，制備工藝復雜，導致產品成本居高不下。解決方案包括大力開發(fā)低成本的改性單體和原材料；持續(xù)優(yōu)化制備工藝，提高生產效率，降低能耗與原材料損耗；通過規(guī)?；a，實現(xiàn)成本分攤 。此外，在借鑒 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃技術時，優(yōu)先選擇成本效益高的技術路線，如東南大學團隊研發(fā)的 PVG 技術制備 AR 眼鏡光學膜，采用濕法涂布和全息曝光工藝，大幅降低成本，這種工藝思路可嘗試應用于 CPI 光學膜制備 。
5.2 量產工藝穩(wěn)定性
在大規(guī)模生產過程中，CPI 光學膜的性能一致性與工藝穩(wěn)定性難以保障。需進一步優(yōu)化生產設備與工藝參數(shù)控制，引入在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)控膜材的光學性能、厚度、表面質量等指標；建立完善的質量控制體系，確保產品質量的穩(wěn)定性與可靠性 。同時，參考其他膜材料在量產中的經驗，如在疏水膜的工業(yè)化生產中，對制備過程的溫度、壓力等參數(shù)的精準控制，以實現(xiàn)超疏水性能的穩(wěn)定重現(xiàn)，將相關經驗應用于 CPI 光學膜量產工藝優(yōu)化 。
5.3 與其他材料的兼容性
在可折疊 OLED 顯示屏的組裝過程中，CPI 光學膜需與有機發(fā)光層、電極材料、封裝材料等多種材料協(xié)同工作，材料間的兼容性問題可能影響顯示屏的整體性能。通過開展材料間的界面相容性研究，優(yōu)化材料配方與表面處理工藝，增強材料間的結合力與化學穩(wěn)定性 。比如，在反光玻璃與其他組件復合時對界面處理的技術，可應用于 CPI 光學膜與 OLED 顯示屏其他組件的復合，提升整體兼容性 。
六、結論與展望
可折疊 OLED 顯示屏 CPI 光學膜的關鍵技術研發(fā)，結合 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新熱點，是推動顯示產業(yè)升級的核心任務。通過對 CPI 光學膜分子結構設計、制備工藝優(yōu)化、表面改性等技術的深入研究，以及對其他相關領域技術的借鑒融合，可有效提升 CPI 光學膜的綜合性能，滿足可折疊 OLED 顯示屏的應用需求 。盡管目前在成本控制、量產工藝穩(wěn)定性和材料兼容性等方面仍面臨挑戰(zhàn)，但隨著科研投入的增加與技術的不斷創(chuàng)新，CPI 光學膜將朝著更高性能、更低成本、更環(huán)保的方向發(fā)展。未來，有望通過跨領域合作，進一步挖掘 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃技術與 CPI 光學膜研發(fā)的協(xié)同潛力，為可折疊 OLED 顯示屏的廣泛應用和顯示產業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定堅實基礎 。
