Nästa generation av flexibla och transparenta displayer kommer att kräva ett högpresterande och flexibelt polymermaterial som har glasets optiska och termiska egenskaper. Materialet måste vara transparent för synligt ljus och ha en låg termisk expansionskoefficient (CTE). Tyvärr, ett sådant polymermaterial har inte varit tillgängligt. En forskargrupp från KAIST har lyckats tillverka ett nytt polymermaterial med ett exceptionellt lågt CTE-värde samtidigt som det bibehåller hög transparens och utmärkta termiska och mekaniska egenskaper. Metoden som utvecklats för amorfa polymerer med en kontrollerad CTE kan även användas för att kontrollera den termiska expansionen av organiska material.

De flesta föremål expanderar vid uppvärmning och krymper genom kylning, och organiska polymerer har en relativt stor CTE jämfört med den för keramer eller metaller. Tunn, lätta plana substrat för halvledarenheter bör ha en liknande CTE av keramik. Annat, enheten kan spricka på grund av spänningen som orsakas av termisk expansion och sammandragning. Därför, att matcha halvledarenhetens CTE och substratet är avgörande för framgångsrik tillverkning av displayenheter. Att bilda en nätverksstruktur genom att koppla ihop polymerkedjor är en välkänd metod för att reducera CTE hos amorfa polymerer. Dock, polymerer med nätverksstruktur förlorar så småningom sin flexibilitet och blir spröda.

Som en alternativ metod, Professor Sang Youl Kim från Institutionen för kemi och hans team valde att justera avståndet och interaktionen mellan polymerkedjor. Termisk expansion och sammandragning av polymerfilmer kan minimeras genom att införa växelverkanskrafter mellan polymerkedjorna och genom att anordna kraftens riktning vinkelrätt. Teamet har framgångsrikt implementerat detta tillvägagångssätt genom att på lämpligt sätt utforma den kemiska strukturen hos ett transparent polymermaterial. Det kallas poly (amid-imid) film, som är en transparent, flexibel, och högpresterande polymermaterial. Den är tillräckligt termiskt stabil för att användas i tillverkningsprocessen för AMOLED (active-matrix organic light-emitting diode) (stabil vid> 400℃) med en låg CTE (4ppm/℃).

Teamet tillverkade IGZO TFT (Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film Transistor)-enheter på den nyligen syntetiserade transparenta poly(amid-imid) filmen, och bekräftade att enheten verkligen kunde fungera normalt även när den är nedfälld till en radie av 1 mm.

Professor Kim sa, "Våra resultat föreslår ett sätt att kontrollera den termiska expansionen av amorfa polymerer som liknar en nivå av glas utan kemisk tvärbindning, som länge har betraktats som ett utmanande problem. På samma gång, vi lyckades göra polymeren transparent och flexibel. Vi förväntar oss att det kan användas för att kontrollera den termiska expansionen av olika organiska material."