Elektronik dünyasında bir kural vardır: Performans arttıkça ısı artar. Bu yüzden devre kartları ve yalıtkanlar yüksek ısıya dayanmalıdır. Yıllarca bu işi, uzay mekiği kaplamalarından laptop içindeki turuncu şerit kablolara kadar her yerde gördüğümüz "Kapton" bantlar, yani klasik Poliimidler yaptı.
Ancak klasik Poliimidin bir sorunu vardı: Rengi koyu sarı/kehribardır. Bir ekranın üzerine sarı bir film koyamazsınız. Mühendislerin çözmesi gereken bulmaca şuydu: Hem poliimid kadar sağlam ve ısıya dayanıklı, hem de cam kadar şeffaf bir malzeme nasıl üretilir?
Cevap, Şeffaf Poliimid (Colorless Polyimide - CPI) oldu.
Poliimid, çok yüksek termal kararlılığa sahip bir polimer sınıfıdır. Onu diğer plastiklerden (PET, PVC vb.) ayıran özellikleri şunlardır:
Termal Dayanıklılık: -269°C soğuktan +400°C sıcağa kadar yapısını bozmadan koruyabilir. Bu, lehimleme işlemleri sırasında erimemesi için kritiktir.
Mekanik Güç: Çelikten daha yüksek bir özgül mukavemete sahip olabilir.
Kimyasal Direnç: Asitler ve çözücüler ona kolay kolay zarar veremez.
Katlanabilir telefonların ilk nesillerinde cam kullanılamazdı, çünkü cam kırılgandır. Normal plastik (PET) ise ekran üretimindeki yüksek sıcaklıklara dayanamazdı.
Bilim insanları, poliimidin moleküler yapısındaki "konjuge" bağları değiştirerek, malzemenin ışığı soğurmasını engellediler. Yani o karakteristik sarı rengi yok edip, %90'ın üzerinde ışık geçirgenliğine sahip, cam gibi berrak bir film elde ettiler. İşte buna CPI denir.
Bir katlanabilir ekranda CPI filmi iki kritik rol üstlenir:
Substrat (Zemin): Ekranın piksellerinin (OLED katmanının) üzerine dizildiği temel tabandır. Cam yerine bu plastik taban kullanılır.
Kapak Penceresi (Cover Window): Telefonun en üstünde, parmağınızın değdiği kısımdır. Eskiden "Gorilla Glass" olan bu katman, artık CPI veya UTG (Ultra İnce Cam) ile değiştirilmektedir.
Bir malzemenin esnek olması yetmez, "yorulmaması" da gerekir. Bir teli sürekli bükerseniz bir süre sonra kopar (metal yorgunluğu).
CPI filmler, 200.000 kez katlanıp açılmaya dayanacak şekilde tasarlanır. Bu, telefonunuzu günde 100 kez açıp kapatsanız bile 5 yıldan fazla dayanması demektir. Malzeme o kadar esnektir ki, 1 milimetre gibi çok dar bir yarıçapta bile kırılmadan bükülebilir.
CPI harika bir malzemedir ancak cam kadar sert değildir. Tırnakla bastırdığınızda iz kalabilir veya anahtarla kolayca çizilebilir. Bu sorunu çözmek için CPI filmlerin üzerine, sadece birkaç mikron kalınlığında, seramik nano-parçacıklar içeren özel bir "Hard Coat" (Sert Kaplama) tabakası atılır. Bu sayede yüzey cam hissi verirken, alt taraf esnekliğini korur.
Son yıllarda Samsung gibi devler, CPI yerine UTG (Ultra Thin Glass) kullanmaya başladı. Bu, insan saçından daha ince (30 mikron) ve bükülebilen gerçek bir camdır.
CPI Avantajı: Asla kırılmaz, daha ucuzdur, üretimi kolaydır.
UTG Avantajı: Dokunma hissi daha kalitelidir, çizilmez.
Ancak UTG bile tek başına kullanılamaz; kırıldığında dağılmasın diye üzerine yine ince bir polimer koruyucu katman gerekir. Yani poliimidler hala oyunun içindedir.
Esnek ekranlar, "sert olan sağlamdır" algısını yıktı. Poliimid filmler, organik kimyanın malzeme bilimine bir armağanıdır. Sarı bir banttan, görünmez bir teknolojiye dönüşen bu malzeme sayesinde, gelecekte tabletlerimizi gazete gibi katlayıp cebimize koyabileceğiz. Camın tahtı sallanırken, plastiklerin "asilzadesi" poliimid yükselişini sürdürüyor.
