摘要
本论文聚焦可折叠 OLED 显示屏 CPI（无色聚酰亚胺）光学膜的关键技术研发，并结合 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新研究热点展开探讨。通过剖析可折叠 OLED 显示屏对 CPI 光学膜的严苛性能需求，深入探究其在分子结构设计、制备工艺优化及表面改性等核心技术方面的进展。同时，分析 AR 增透膜、疏水膜、反光玻璃在相关领域的创新应用与技术突破，揭示其对 CPI 光学膜研发的借鉴意义，为推动可折叠 OLED 显示屏产业发展提供全面的技术支撑与新思路。
关键词
可折叠 OLED 显示屏；无色聚酰亚胺；CPI 光学膜；AR 增透膜；疏水膜；反光玻璃
一、引言
在消费电子领域，可折叠 OLED 显示屏凭借其独特的柔性可弯折特性以及卓越的显示性能，如高对比度、广视角等，已然成为显示技术发展的新方向与焦点。CPI 光学膜作为可折叠 OLED 显示屏的核心组件，其性能优劣直接关乎显示屏的显示效果、耐用性与可靠性。当下，不仅要满足高光学透明性、低雾度、优异柔韧性及热稳定性等常规要求，还需借鉴其他光学膜及相关玻璃材料的前沿技术，以实现性能的进一步提升与创新。目前，CPI 光学膜的关键技术仍被少数国外企业把控，国内在材料性能与制备工艺方面与国际先进水平存在差距，开展深入研发迫在眉睫。与此同时，AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃领域不断涌现新的研究成果与应用案例，为 CPI 光学膜研发带来新的启示与机遇 。
二、可折叠 OLED 显示屏对 CPI 光学膜的性能要求
2.1 光学性能
CPI 光学膜需在 400 - 700nm 波长范围具备≥90% 的高透光率以及≤1% 的低雾度，以此保障 OLED 显示屏呈现出精准的色彩还原度与清晰锐利的显示画面。并且，在长期使用以及频繁折叠的过程中，其光学性能必须维持稳定，杜绝因材料老化或者结构变形而致使透光率下降、雾度增加等状况 。
2.2 机械性能
为契合可折叠 OLED 显示屏反复弯折的使用场景，CPI 光学膜必须拥有出色的柔韧性与抗疲劳特性。一般而言，需在曲率半径 5mm 的条件下，能够承受 10 万次以上的弯折循环，弯折之后膜层既不能出现破裂，光学性能也不能有明显衰减 。此外，膜材还需具备一定强度与模量，以抵御外部机械应力对显示屏的损害 。
2.3 热性能
在 OLED 显示屏的制备流程中，会历经高温蒸镀、封装等工序，CPI 光学膜需耐受 200 - 300℃的高温环境，确保不发生变形、黄变、分解等问题；在实际使用时，面对不同环境温度的波动，要始终保持稳定的尺寸稳定性与机械性能 。
2.4 化学性能
CPI 光学膜必须具备优异的化学稳定性，能够有效抵抗水氧、酸碱、有机溶剂等的侵蚀，防止因化学腐蚀而导致膜层性能恶化，进而影响 OLED 显示屏的使用寿命 。同时，在与其他材料复合时，应展现出良好的化学相容性，避免发生化学反应 。
三、CPI 光学膜关键技术研发
3.1 分子结构设计与改性技术
1.含氟基团引入：在聚酰亚胺分子链中巧妙引入含氟基团（如三氟甲基 -CF₃），借助氟原子电负性强、原子半径小的特性，打乱分子链的规整排列，削弱分子间作用力，减少分子链间电荷转移络合物（CTC）的形成，从而显著提升光学透明性。实验表明，引入 15% - 20% 的含氟单体，可使 CPI 膜的透光率从 85% 提升至 92%，并且降低材料的介电常数，满足高频信号传输需求 。
2.脂环结构构建：将脂环族二酐（如六氟异丙基二酐 6FDA）或二胺单体融入聚酰亚胺分子结构，利用脂环的刚性与非平面性，抑制分子链的紧密堆砌，进一步提高光学透明性与热稳定性。研究发现，含脂环结构的 CPI 膜，其玻璃化转变温度（Tg）可达 350℃以上，热分解温度（Td）超过 500℃ 。
3.共聚改性：采用二元或多元共聚手段，将不同性能的单体进行聚合，实现性能优势互补。比如，将具有高柔韧性的醚键单体与刚性的芳香族单体共聚，可在保证光学性能的基础上，提升膜材的柔韧性与加工性能。
3.2 制备工艺优化
1.溶液流延成型工艺：把合成的聚酰胺酸（PAA）溶液通过流延机均匀涂覆在光滑基板上，经过干燥、亚胺化等流程制备 CPI 膜。在流延过程中，需精准控制溶液浓度、涂覆速度、干燥温度与时间等参数，以确保膜厚均匀性（厚度偏差≤±2%）和表面平整度 。例如，溶液浓度过高会造成流延困难，膜面出现褶皱；浓度过低则膜层过薄，容易产生针孔等缺陷 。
2.双向拉伸工艺：为提升 CPI 膜的机械性能与光学均匀性，可采用双向拉伸工艺。在特定温度和拉伸速率下，对初步成型的 CPI 膜进行横向和纵向拉伸，促使分子链沿拉伸方向取向排列。研究表明，适当的双向拉伸（拉伸倍数为 2 - 3 倍）可使膜材的拉伸强度提高 30% - 50%，雾度降低 20% - 30% 。不过，拉伸过程中要注意避免因拉伸过度致使膜材破裂或光学性能下降 。
3.涂布复合工艺：在 CPI 膜表面涂布功能性涂层（如防刮耐磨涂层、抗静电涂层、水汽阻隔涂层等），可进一步优化膜材性能。运用狭缝涂布、凹版涂布等精密涂布技术，将涂层厚度控制在纳米级精度，保证涂层均匀性与稳定性 。例如，涂布二氧化硅（SiO₂）纳米颗粒与有机树脂复合的防刮耐磨涂层，可使膜材的表面硬度达到 3H 以上，有效抵御外界划伤 。
3.3 表面改性技术
1.等离子体处理：利用等离子体中的高能粒子轰击 CPI 膜表面，引入极性基团（如羟基 -OH、羧基 -COOH），提高膜材表面能，增强其与其他材料（如胶黏剂、阻隔层）的粘接性能。同时，等离子体处理还能改善膜材表面的粗糙度与化学活性，促进功能性涂层的均匀涂覆 。
2.紫外光固化改性：在 CPI 膜表面涂覆含有光引发剂和活性单体的紫外光固化涂层，经紫外光照射后，活性单体发生聚合反应，在膜表面形成致密的交联网络结构。该方法可提升膜材的表面硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性，且固化速度快，适用于工业化生产 。
四、AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新研究热点及对 CPI 光学膜研发的启示
4.1 AR 增透膜
近期，华为 Mate 70 Pro 镜头所采用的 AR 膜成为关注焦点。该 AR 膜运用先进纳米技术，在镜片表面构建特殊微观结构，其厚度与光线波长精准匹配。当光线照射时，反射光相互干涉抵消，使反射光强度大幅降低，光线透过率显著提升，反射率可降至 1% 以下，相比普通手机镜头，透光率提升 10% - 15% 。这种技术思路可借鉴至 CPI 光学膜研发中，通过对 CPI 膜表面进行纳米级结构设计，优化其对不同波长光线的干涉效果，进一步提高 CPI 膜在可见光范围内的透光率，减少反射造成的显示画面干扰，提升可折叠 OLED 显示屏的显示清晰度与色彩鲜艳度 。
4.2 疏水膜
在超疏水光热膜研究方面，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队制备出具有超疏水和光热性能的 Janus 膜（SPCM）。该膜通过将蜡烛烟灰颗粒部分嵌入透明弹性体薄膜，形成分层纳米结构，具备超疏水特性（接触角～159.7°）以及良好的太阳光 - 热转换能力（1 个太阳光下可达～68℃） 。对于 CPI 光学膜，在可折叠 OLED 显示屏应用中，常面临水汽侵蚀问题，可参考这种超疏水膜的制备思路，在 CPI 膜表面构建类似的微观结构或引入疏水基团，增强其防水汽渗透能力，防止水汽对内部有机发光层及其他组件造成损害，提升显示屏在潮湿环境下的可靠性与使用寿命 。
4.3 反光玻璃
镀银聚合物反射镜作为反光玻璃的一种创新形式，通过在具有高透射比、强耐候性的聚合物薄膜一面镀银和多层保护膜，形成高反射比的反光表面，粘贴在曲面基底可制成曲面反射镜。其制备工艺中对反射率提升以及与基底结合稳定性的技术手段，为 CPI 光学膜在与其他组件复合时如何增强界面稳定性、提高光学性能稳定性提供了借鉴。例如，在 CPI 光学膜与 OLED 显示屏的封装玻璃等组件复合时，可参考镀银聚合物反射镜的膜层设计与复合工艺，优化 CPI 膜与其他材料的界面结合力，确保在折叠过程中各层之间不发生分离，维持良好的光学性能 。
五、研发面临的挑战与解决方案
5.1 成本控制难题
CPI 光学膜的原材料，尤其是高性能改性单体价格高昂，制备工艺复杂，导致产品成本居高不下。解决方案包括大力开发低成本的改性单体和原材料；持续优化制备工艺，提高生产效率，降低能耗与原材料损耗；通过规模化生产，实现成本分摊 。此外，在借鉴 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃技术时，优先选择成本效益高的技术路线，如东南大学团队研发的 PVG 技术制备 AR 眼镜光学膜，采用湿法涂布和全息曝光工艺，大幅降低成本，这种工艺思路可尝试应用于 CPI 光学膜制备 。
5.2 量产工艺稳定性
在大规模生产过程中，CPI 光学膜的性能一致性与工艺稳定性难以保障。需进一步优化生产设备与工艺参数控制，引入在线监测系统，实时监控膜材的光学性能、厚度、表面质量等指标；建立完善的质量控制体系，确保产品质量的稳定性与可靠性 。同时，参考其他膜材料在量产中的经验，如在疏水膜的工业化生产中，对制备过程的温度、压力等参数的精准控制，以实现超疏水性能的稳定重现，将相关经验应用于 CPI 光学膜量产工艺优化 。
5.3 与其他材料的兼容性
在可折叠 OLED 显示屏的组装过程中，CPI 光学膜需与有机发光层、电极材料、封装材料等多种材料协同工作，材料间的兼容性问题可能影响显示屏的整体性能。通过开展材料间的界面相容性研究，优化材料配方与表面处理工艺，增强材料间的结合力与化学稳定性 。比如，在反光玻璃与其他组件复合时对界面处理的技术，可应用于 CPI 光学膜与 OLED 显示屏其他组件的复合，提升整体兼容性 。
六、结论与展望
可折叠 OLED 显示屏 CPI 光学膜的关键技术研发，结合 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃的最新热点，是推动显示产业升级的核心任务。通过对 CPI 光学膜分子结构设计、制备工艺优化、表面改性等技术的深入研究，以及对其他相关领域技术的借鉴融合，可有效提升 CPI 光学膜的综合性能，满足可折叠 OLED 显示屏的应用需求 。尽管目前在成本控制、量产工艺稳定性和材料兼容性等方面仍面临挑战，但随着科研投入的增加与技术的不断创新，CPI 光学膜将朝着更高性能、更低成本、更环保的方向发展。未来，有望通过跨领域合作，进一步挖掘 AR 增透膜、疏水膜及反光玻璃技术与 CPI 光学膜研发的协同潜力，为可折叠 OLED 显示屏的广泛应用和显示产业的蓬勃发展奠定坚实基础 。
