柔性基板是新型柔性显示器件的重要组成部分,具有良好综合性能的高韧性聚酰亚胺(PI)薄膜,被认为是最有应用潜力的柔性基板材料。
近期,研究人员基于联苯二酐(BPDA)和苯并咪唑二胺(PABZ),通过在含苯并咪唑基团的PI薄膜中加入氯化铜(CuCl2),设计制备了具有点对面多配位结构的PICu薄膜,主链结构中的苯并咪唑单元作为配体,与Cu2+反应来构建相应的配位结构。
配位键是在有机配体与金属原子或离子之间形成的一种非共价键,其键能介于氢键和化学共价键之间。相比于氢键作用,如果在PI薄膜中构建多配位结构有可能实现更高温度下的热尺寸稳定性。特别是对于具有刚性主链的聚合物薄膜,引入点对点(point-to-point)形式的配位键无法有效提高韧性,而点对面(point-to-face)多配位结构则有望同时增强热尺寸稳定性和韧性。
由于点对面多配位结构在高温下具有良好稳定性,PICu系列薄膜的玻璃化转变温度(Tg)呈增大趋势,并表现出优异的热尺寸稳定性。
与PICu0薄膜的力学性能相比,经过20次循环拉伸后,PICu20薄膜的累积应变比下降了65%。此外,PICu20薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为280MPa和10.1%,断裂能提高到22.7MJ/m³,与PICu0薄膜相比分别提高了40%、45%和174%。