源自含有二胺基团的脂肪族链的高透明度和无色聚酰亚胺薄膜在显示技术中的应用

《ChemistrySelect》：High Transparency and Colorless Polyimide Films Derived from Aliphatic-Chain Containing Diamine for Display Technology

柔性显示用无色聚酰亚胺薄膜通过分子设计策略优化光学和介电性能，采用含不同烷基链的 diamine 单体与 6FDA 共聚，再引入氟化 diamine TFMB 进行可控共聚，制备的 TDA-CPI-2 薄膜具有 82.9% 透光率、0.28 色散指数和优异的耐湿性，同时保持良好热稳定性（玻璃化转变温度 172.4°C）和机械性能（拉伸强度 74.5MPa）。

　　

摘要

透明且柔性的基底对于柔性显示器至关重要，它既充当载体又提供支撑。本研究提出了一种分子设计策略，通过引入柔性烷基段来提升无色聚酰亚胺（CPI）薄膜的光学和介电性能。首先，我们设计并合成了三种具有不同烷基链长度的二胺单体，然后使用市售的6FDA（2,2′-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐）通过溶液聚缩合反应制备了一系列无色聚酰亚胺薄膜。为了进一步优化材料性能，我们与氟化二胺TFMB（2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯）进行了可控共聚反应，得到了具有优异光学清晰度和介电性能的CPI薄膜（介电常数ε = 2.8 ～ 3.5，损耗因子tanδ = 0.01 ～ 0.02，频率为1 MHz）。TDA-CPI-2薄膜（厚度18 μm）表现出高光学透明度（T₄₀₀ = 82.9%，雾度 = 0.28，YI = 0.73），其紫外截止波长为340 nm。该薄膜具有低吸水性（1.89%）和疏水表面（接触角为80.84°），从而确保在不同湿度条件下介电性能的稳定性。此外，该薄膜还具备优异的热性能（玻璃化转变温度T_g = 172.4 °C，5%失重温度Td5% = 491.4 °C）和机械性能（拉伸强度为74.5 MPa，模量为1.37 GPa），并且可通过溶液工艺进行加工，适用于实际应用。这项工作为开发高性能CPI薄膜以用于先进的光电柔性显示设备提供了一种通用的方法。

图形摘要

这三系列透明无色聚酰亚胺薄膜（EDA-CPI-X、HAD-CPI-X、TDA-CPI-X）展现了卓越的光学清晰度和出色的介电性能（介电常数ε = 2.8~3.5，损耗因子tanδ = 0.01~0.02，频率为1 MHz）。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。