Et nyt materiale til gennemsigtige og fleksible displays

Den næste generation af fleksible og gennemsigtige displays vil kræve et højtydende og fleksibelt polymert materiale, der har de optiske og termiske egenskaber af glas. Materialet skal være gennemsigtigt for synligt lys og have en lav termisk ekspansionskoefficient (CTE). Desværre, et sådant polymert materiale har ikke været tilgængeligt. Et KAIST -forskerhold er lykkedes med at lave et nyt polymert materiale med en usædvanlig lav CTE -værdi, samtidig med at den bevarer høj gennemsigtighed og fremragende termiske og mekaniske egenskaber. Metoden udviklet til amorfe polymerer med en kontrolleret CTE kan også anvendes til at styre den termiske ekspansion af organiske materialer.

De fleste genstande udvider sig ved opvarmning og krymper ved afkøling, og organiske polymerer har en relativt stor CTE sammenlignet med keramik eller metaller. Tynd, lette plane substrater til halvlederanordninger skal have en lignende CTE af keramik. Ellers, enheden kan revne på grund af belastningen forårsaget af termisk ekspansion og sammentrækning. Derfor, matchning af CTE for halvlederenheden og substratet er afgørende for en vellykket fremstilling af displayenheder. Dannelse af en netværksstruktur ved at forbinde polymerkæder er en velkendt metode til at reducere CTE for amorfe polymerer. Imidlertid, polymerer med en netværksstruktur mister til sidst deres fleksibilitet og bliver sprøde.

Som en alternativ metode, Professor Sang Youl Kim fra Institut for Kemi og hans team valgte at justere afstanden og interaktionen mellem polymerkæder. Termisk ekspansion og sammentrækning af polymerfilm kan minimeres ved at indføre interaktionskræfter mellem polymerkæderne og ved at arrangere kraftens retning vinkelret. Teamet implementerede denne metode med succes ved hensigtsmæssigt at designe den kemiske struktur af et gennemsigtigt polymert materiale. Det kaldes poly (amid-imid) film, som er gennemsigtig, fleksibel, og højtydende polymert materiale. Det er termisk stabilt nok til at blive brugt i AMOLED (aktiv-matrix organisk lysemitterende diode) fremstillingsproces (stabil ved> 400 ℃) med en lav CTE (4ppm/℃).

Teamet lavede IGZO TFT (Indium Gallium Zink Oxide Thin Film Transistor) enheder på den nyligt syntetiserede transparente poly (amid-imid) film, og bekræftede, at enheden faktisk kunne fungere normalt, selv når den er foldet ned til en radius på 1 mm.

Professor Kim sagde, "Vores resultater tyder på en måde at kontrollere den termiske ekspansion af amorfe polymerer svarende til et glasniveau uden kemisk tværbinding, som længe har været betragtet som et udfordrende problem. På samme tid, det lykkedes os at gøre polymeren gennemsigtig og fleksibel. Vi forventer, at det kan anvendes til styring af termisk ekspansion af forskellige organiske materialer. "