フレキシブルエレクトロニクスにおける潜在的な用途のための、高いガラス転移温度と低いリタデーションを備えた半脂環式無色透明ポリイミドフィルムの設計、合成および特性

高いガラス転移温度 (高 Tg)、高い光透過性、および低い光学リタデーション (低 Rth) を備えたポリイミド (PI) 光学フィルムは、高度なオプトエレクトロニクス用途で強く求められています。ただし、標準的な PI フィルムは通常、濃い色、高い光学異方性、および制限された Tg 値という問題があります。現在の研究では、水素化ピロメリット酸二無水物立体異性体、1S,2R,4S,5R-水素化ピロメリット酸二無水物および1R,2S,4S,5R-水素化ピロメリット酸二無水物から一連の半脂環式無色透明PI(CPI)フィルムを開発した。、およびフルオレン含有ジアミン（それぞれ、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび9,9-ビス(3-フルオロ-4-アミノフェニル)フルオレンを含む。示差走査熱量測定によると、得られた CPI フィルムは 420 °C を超える Tg 値を示しました。さらに、フルオレンベースの CPI フィルムは、波長 400 nm で 80% を超える光透過率を示し、黄色指数は 0.60 ～ 1.01 の範囲で、ヘイズ値は 3.0% 未満でした。ＣＰＩフィルムは、１．５４０７から１．６３０９の平均屈折率、１０のマイナス４乗のレベルで極めて低い複屈折を示し、さらに１０ｎｍ未満で非常に低い光学遅延を示した。

Polyimide (PI) optical films with high glass transition temperatures (high-Tg), high optical transparency, and low optical retardations (low-Rth) are highly desired in advanced optoelectronic applications. However, the standard PI films usually suffer from deep colors, high optical anisotropies and limited Tg values. In the current work, a series of semi-alicyclic colorless and transparent PI (CPI) films were developed from hydrogenated pyromellitic dianhydride stereoisomers, 1S,2R,4S,5R-hydrogenated pyromellitic dianhydride and 1R,2S,4S,5R-hydrogenated pyromellitic dianhydride, and fluorene-containing diamines, including 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene and 9,9-bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene, respectively. The derived CPI films showed Tg values higher than 420 °C according to differential scanning calorimetry measurements. In addition, the fluorene-based CPI film showed optical transmittances higher than 80% at the wavelength of 400 nm, with yellow indices in the range of 0.60~1.01 and haze values below 3.0%. The CPI films showed average refractive indices from 1.5407 to 1.6309, extremely low birefringence at the level of minus fourth power of ten, and further exhibited quite low optical retardations below 10 nm.