圖1：已開始供貨卷成卷狀的厚5μm、寬600mm的聚酰胺薄膜。
東麗開發出了無鹵且阻燃性高的無色透明聚酰胺薄膜（圖1）。具有315℃的耐熱性，與普通樹脂薄膜相比可更容易實現高品質成膜，能夠輕松用于FPD及太陽能電池等電子器件的制造工序。該公司設想的用途領域包括柔性顯示器、太陽能電池底板、電路底板及光路底板等。該公司曾于2007年發表過類似的聚酰胺薄膜，但因為含鹵所以無法在電子器件上使用。
此次的聚酰胺薄膜在用于柔性顯示器底板時，主要有四項優點。第一，由于可用于200℃以上的高溫工序，因此可使透明電極材料經高溫硬化實現低電阻。第二，可支持含有回流焊工序的驅動IC自動封裝處理。第三，由于熱膨脹系數與ITO （氧化銦錫）、阻氣膜、玻璃底板接近，因此制造后的曲翹少。第四，不易破裂。
此次聚酰胺薄膜的厚度可在5～20μm的范圍內進行控制。而只用此次的薄膜來構成柔性顯示器底板的話，這一厚度就會過薄。因此，為了實現該薄膜在柔性顯示器底板的應用，東麗設想的是與超薄型玻璃底板或者與PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）等薄膜底板層疊的方法。這兩種方法均可加強機構強度。與PET等薄膜底板層疊時，通過使聚酰胺薄膜具備與玻璃相當的水蒸氣透過抑制水平，便有望形成有機EL等器件。
而對于與超薄型玻璃底板層疊的方法，則預定將此次的聚酰胺薄膜與與日本電氣硝子30μm和50μm厚的玻璃底板進行層疊，在“nano tech 2010（國際納米科技綜合展，2月17～19日）”上展出。
另外，將此次的薄膜單獨用于底板時，有望實現在電子設備的機殼上進行粘貼的用途。
在分子設計和薄膜成形上下工夫
此次的聚酰胺薄膜除了無鹵外，還具備用于FPD柔性底板時所必需的諸多要素（圖2）。首先是聚酰胺獨有的（1）玻璃轉移溫度達到315℃的高耐熱性、（2）楊氏模量達到10GPa的高剛性、（3）熱膨脹率達到－3～5ppm/℃的出色尺寸穩定性。
圖2：此次的聚酰胺薄膜的特性。數據由東麗提供。
其次還實現了以往聚酰胺所不具備的（4）無色高透明性，以及（5）在超薄薄膜底板上的易成形性。以往聚酰胺難以實現這些要素的主要原因在于分子間力較高。由于這一緣故，此次很難在FPD光學薄膜上使用。因此，該公司通過在分子設計上下工夫，解決了分子間力問題（圖3）。
圖3：對分子設計和薄膜成形所下的工夫。數據由東麗提供。
在保持出色剛性及尺寸穩定性的同時易于成形
分子設計的基礎思路是在保持聚酰胺獨有的出色剛性及尺寸穩定性的同時實現易成形性（圖4）。聚酰胺的剛性及尺寸穩定性高是因為分子具有直線性較高的棒狀結構，而且分子間力也很高。不過，較高的分子間力會使凝聚在一起的多個分子像一個巨大的分子一樣運動，在溶于溶劑中時容易出現溶解性下降問題。因此難以形成厚度較薄的薄膜。
圖4：在保持聚酰胺獨有的出色剛性及尺寸穩定性的同時，實現了易成形性。
此次，該公司在保持直線性分子結構的同時，降低了聚酰胺的分子間力。對于實現的原因，該公司提到了對分子間的有序性進行控制以及對置換基的種類及配置位置進行控制的手段。另外，還對這些分子進行了無鹵設計（圖5）。
圖5：降低了聚酰胺的分子間力。
在各拉伸工序中高精密控制張力條件
此外，該公司還對薄膜成形下了一番工夫，解決了成形后聚酰胺薄膜容易出現卷曲的問題（圖3）。這一問題是由聚酰胺分子為直線性高的棒狀，物性上容易生產各向異性所引起的。該公司表示，此次通過根據成形中逐漸變化的聚酰胺薄膜的強度，在溶劑澆鑄、縱向拉伸、橫向拉伸各工序中對張力條件進行精密控制，優化了薄膜面內方向的特性。
溶劑澆鑄工序的目標是（a）通過控制溶劑干燥速度使面內厚度方向的物性實現各向同性，（b）對薄膜在含有溶劑的狀態下的強度以及從鑄涂缸上剝離的強度進行優化。在縱向拉伸工序中，對（c）拉伸中逐漸變化的薄膜強度，以及滿足溶劑殘留量的拉伸條件進行了精密控制。而橫向拉伸工序的目標是（d）對滿足薄膜強度隨著加熱而變化的橫向拉伸條件進行控制，以及對（e）為減緩薄膜殘留應力對橫向拉伸條件進行控制。
另外，像此次聚酰胺薄膜這樣的高耐熱透明薄膜材料還有經過透明處理后的聚酰亞胺。該公司表示，對原本發黃的聚酰亞胺進行透明處理的分子設計會導致熱膨脹系數變大的問題（圖6）。
圖6：與其他底板材料的比較。
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