图1：已开始供货卷成卷状的厚5μm、宽600mm的聚酰胺薄膜。

　　东丽开发出了无卤且阻燃性高的无色透明聚酰胺薄膜（图1）。具有315℃的耐热性，与普通树脂薄膜相比可更容易实现高品质成膜，能够轻松用于FPD及太阳能电池等电子器件的制造工序。该公司设想的用途领域包括柔性显示器、太阳能电池底板、电路底板及光路底板等。该公司曾于2007年发表过类似的聚酰胺薄膜，但因为含卤所以无法在电子器件上使用。

　　此次的聚酰胺薄膜在用于柔性显示器底板时，主要有四项优点。第一，由于可用于200℃以上的高温工序，因此可使透明电极材料经高温硬化实现低电阻。第二，可支持含有回流焊工序的驱动IC自动封装处理。第三，由于热膨胀系数与ITO （氧化铟锡）、阻气膜、玻璃底板接近，因此制造后的曲翘少。第四，不易破裂。

　　此次聚酰胺薄膜的厚度可在5～20μm的范围内进行控制。而只用此次的薄膜来构成柔性显示器底板的话，这一厚度就会过薄。因此，为了实现该薄膜在柔性显示器底板的应用，东丽设想的是与超薄型玻璃底板或者与PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）等薄膜底板层叠的方法。这两种方法均可加强机构强度。与PET等薄膜底板层叠时，通过使聚酰胺薄膜具备与玻璃相当的水蒸气透过抑制水平，便有望形成有机EL等器件。

　　而对于与超薄型玻璃底板层叠的方法，则预定将此次的聚酰胺薄膜与与日本电气硝子30μm和50μm厚的玻璃底板进行层叠，在“nano tech 2010（国际纳米科技综合展，2月17～19日）”上展出。

　　另外，将此次的薄膜单独用于底板时，有望实现在电子设备的机壳上进行粘贴的用途。

　　在分子设计和薄膜成形上下工夫

　　此次的聚酰胺薄膜除了无卤外，还具备用于FPD柔性底板时所必需的诸多要素（图2）。首先是聚酰胺独有的（1）玻璃转移温度达到315℃的高耐热性、（2）杨氏模量达到10GPa的高刚性、（3）热膨胀率达到－3～5ppm/℃的出色尺寸稳定性。

 图2：此次的聚酰胺薄膜的特性。数据由东丽提供。  

　　其次还实现了以往聚酰胺所不具备的（4）无色高透明性，以及（5）在超薄薄膜底板上的易成形性。以往聚酰胺难以实现这些要素的主要原因在于分子间力较高。由于这一缘故，此次很难在FPD光学薄膜上使用。因此，该公司通过在分子设计上下工夫，解决了分子间力问题（图3）。  

 图3：对分子设计和薄膜成形所下的工夫。数据由东丽提供。

　　在保持出色刚性及尺寸稳定性的同时易于成形

　　分子设计的基础思路是在保持聚酰胺独有的出色刚性及尺寸稳定性的同时实现易成形性（图4）。聚酰胺的刚性及尺寸稳定性高是因为分子具有直线性较高的棒状结构，而且分子间力也很高。不过，较高的分子间力会使凝聚在一起的多个分子像一个巨大的分子一样运动，在溶于溶剂中时容易出现溶解性下降问题。因此难以形成厚度较薄的薄膜。

　　图4：在保持聚酰胺独有的出色刚性及尺寸稳定性的同时，实现了易成形性。

　　此次，该公司在保持直线性分子结构的同时，降低了聚酰胺的分子间力。对于实现的原因，该公司提到了对分子间的有序性进行控制以及对置换基的种类及配置位置进行控制的手段。另外，还对这些分子进行了无卤设计（图5）。

图5：降低了聚酰胺的分子间力。

　　在各拉伸工序中高精密控制张力条件

　　此外，该公司还对薄膜成形下了一番工夫，解决了成形后聚酰胺薄膜容易出现卷曲的问题（图3）。这一问题是由聚酰胺分子为直线性高的棒状，物性上容易生产各向异性所引起的。该公司表示，此次通过根据成形中逐渐变化的聚酰胺薄膜的强度，在溶剂浇铸、纵向拉伸、横向拉伸各工序中对张力条件进行精密控制，优化了薄膜面内方向的特性。

　　溶剂浇铸工序的目标是（a）通过控制溶剂干燥速度使面内厚度方向的物性实现各向同性，（b）对薄膜在含有溶剂的状态下的强度以及从铸涂缸上剥离的强度进行优化。在纵向拉伸工序中，对（c）拉伸中逐渐变化的薄膜强度，以及满足溶剂残留量的拉伸条件进行了精密控制。而横向拉伸工序的目标是（d）对满足薄膜强度随着加热而变化的横向拉伸条件进行控制，以及对（e）为减缓薄膜残留应力对横向拉伸条件进行控制。

　　另外，像此次聚酰胺薄膜这样的高耐热透明薄膜材料还有经过透明处理后的聚酰亚胺。该公司表示，对原本发黄的聚酰亚胺进行透明处理的分子设计会导致热膨胀系数变大的问题（图6）。

图6：与其他底板材料的比较。