光电功能聚酰亚胺材料的机理及应用

2025年3月25日，由舟山市人民政府指导，舟山市投资促进中心、势银（TrendBank）主办，势银膜链承办，宁波博雅聚力新材料科技有限公司、 博雅聚力（舟山）特种材料有限公司总冠名、浙江功能膜材料创新中心有限公司协办的“2025第八届势银（舟山）先进聚酰亚胺材料产业大会”在舟山喜来登绿城酒店召开。

本次大会上，大分子科技 滕超博士发表了《光电功能聚酰亚胺材料的机理及应用 》的主题报告。

滕超 博士：IPS型PI配向膜的研发方向——高配向力、低zara、高flicker稳定性，通过新型单体结构设计，综合实现低阻和高阻取向剂的优势特性。人工智能赋能液晶配向膜研发，用于单体结构开发和数据分析处理，有利于PI配向膜构效关系研究。

以下是演讲全文：

大家好，我是来自深圳市大分子科技的滕超。今天向大家汇报的是《光电功能聚酰亚胺材料的机理及应用》。

首先介绍一下我们公司，2009年我们组建研发团队，2017年在深圳成立产业化公司，拥有深圳南山研发基地和盐田生产基地。公司聚焦半导体显示与集成电路领域的光电功能聚酰亚胺等电子材料，包括液晶取向剂、光敏聚酰亚胺、功能微球、硬化绝缘层等。围绕显示和半导体产业，我们也会配合客户做一些急需替代材料的开发。

今天我的标题是光电功能聚酰亚胺，主要聚焦光电功能的配向膜，简单来说，它是用来让液晶分子做有序排列的材料。从显示模式来分，大体上可以分为水平和垂直两个大类，从取向方式来说，也有三大类。一类是最传统的摩擦取向，另外两类都属于光配向。BOE用的ADS，它是OA光配向；像华星光电用的PSVA，它是光电共配向，大类上都属于光配向。

配向膜是LCD的核心材料，从配向膜市场来看，目前国内8.5以上，包括G11、G10的大世代面板线非常多。目前全球的LCD面板产业70%在中国，所以它的用量非常大，一年的需求量大概在四五十个亿的规模，但是高世代的配向膜主要由日产化学和JSR两家企业所垄断。

01

聚酰亚胺配向膜材料组成

配向膜这个材料由三大类成分构成，第一类也是最核心的一类是树脂材料。这种树脂是无法从市面上购买，需要自己设计合成。树脂可以分为两大类，一类是PAA聚酰胺酸，一类是SPI可溶性聚酰亚胺。他们在可以复配用，也可以单独用。除了树脂以外还有一些溶剂，它关系到成膜后的均匀性，影响到显示效果。最后还有添加剂。

02

PSVA型PI配向膜材料及其研发方向

光配向材料的开发难度相对较高。首先是PSVA，也就是聚合物稳定垂直取向技术，它的基本原理是在液晶中加入一个反应性单体，让RM分子在PI的表面发生聚合，在聚合的同时产生预倾角来实现稳定取向。回到材料本身，要想实现它的配向和各种光电特性以及信赖性，需要把PI设计的比较复杂。我们要设计很多新的单体，它用量并不是很大，但是要定制化。一般来说上层是负责配向，下层是负责机械和电性。

PSVA的光配是一个光化学的过程，光照过短和适宜，器件表面的结构和形态、化学的交联程度都是完全不一样的。PSVA材料会有一些光敏组分，当光敏组分的活性和液晶不匹配的时候，就会发生RM的不均匀聚集。这里可以看到它的颗粒大小和分布都不均匀，这样就会造成取向液晶的预倾角会产生不均匀。不同的光敏基团比例，对于反应活性非常相关。

03

IPS型PI配向膜材料及研发方向

光配向还有一大类型叫OA PI，也就是IPS的光配向，目前业界所量产的是一种光裂解型的光配向。它基本原理是用一个环丁烷的主链结构，通过254nm的偏振光把这个方向上的链打断，从而让液晶分子沿着垂直的方向去排列。IPS PI一般来说会分为两大类，低阻和高阻。从优势上来说，低阻的DC释放非常快，因为阻值更低，所以在DC残像上表现会更优。从颜色上也能看出低阻和高阻的区别。低阻的色度是比较深的，所以它透过率比较低。目前业内最终的方向是希望把这两款的优点结合在一起，我们也在做这方面的工作。

对于新的显示需求，比如说抗震动、Zara这一块也是业内痛点之一。针对这块我们也做了非常多的改进。这是我们材料跟竞品材料的一个曲线，可以看到我们材料的表面硬度要比竞品要高非常多，这样的话它的Zara风险就会更小。

另一个方向是高结合力。随着窄边框的发展，PI跟边框胶有overlap，牵涉到边框胶和PI的结合力。但是一般来说，边框胶的开发是用来粘玻璃，不用来粘PI的，所以它与PI的结合力会差一些。我们开发了非常多的方法去评估，从机理上去表征它的粘接性这一块。我们把框胶跟PI的截面切开，用化学的方式量测不同深度下它们的信号，从而去看PI跟环氧胶的穿透程度。穿透的深度越大，它在这个方向上的力就会越强。实际上提升结合力有很多种方法。比如说物理的接触方式，化学的分子相互作用方式，就是成化学键的形式。机械上也有改善空间，比如调整PI表面的粗糙度，粗糙度大一些，它的结合力也会好一些。

04

液晶面板成盒工艺与显示特性评价平台

以上是材料研发方面，对于我们来说最难的是成盒验证阶段。我们的材料开发出对应性能之后，不可能直接拿到企业去测试，因为这个产线的成本非常高。所以在我们的研发平台建立了这样一个测试线。在这条线上我们可以去模拟几乎所有客户的工艺，用我们的材料在上面做匹配，从而实现不同特性的研究，比如说光学、信赖性、残像等各方面的研究。

很多时候我们想知道材料的特性，或者是材料应用上出现的不足，需要多种手段共同分析原因。这也是目前我们跟企业结合最紧密的一个方向。从分析显示屏遇到的不良，比如说Mura、残像、闪烁、Zara、PI不沾、印刷不良、对比度异常等非常多的问题，我们有手段跟材料相关性以及设备基于要求全方位的支撑。

这是一些出现不良的案例。这个显示中的异常亮点，通过我们的手段去原位分析。这个分析的难度在于，第一它是在液晶盒里面，可能跟液晶、跟框胶混在一起，很难分离提纯。对于我们来说，我们不需要把它分离，在原位的条件下就可以测试出它的成分。前面有提到配向膜是两层PI，这两层PI在固化之后，有一定的相分离，但是并不彻底，很少有方法能够探测出它的相分离的程度，但是我们现在可以非常好的看到上层下层的分布。

05

大分子科技产品介绍

最后简单介绍一下我们的产品。首先是配向膜，我们早期从单色屏配向膜TN、STN、VA，这个非常成熟，量产了很多年。第二个是PSVA型，也就是针对华星光电、惠科和彩虹等企业应用的光配向的产品。第三个就是IPS产品，主要是中小尺寸。除了配向膜以外，芯片封装的PSPI正胶和负胶也是我们重要的产品，目前这两块都是已经量产。微球材料是我们最早做的一款材料，它的体量很小。但是最近因为卡脖子的需求，很多厂商的下游客户也在找我们供应。我们供应了很多年，非常成熟。

以上就是我的汇报的全部内容，感谢大家。

来源：势银膜链

注：文内信息仅为提供分享交流渠道，不代表本公众号观点