JP2015516031A - 熱的に安定な電子デバイス用フレキシブル基板 - Google Patents

Abstract

３００℃に暴露後も維持される高い光学的透明度（４００〜７５０ｎｍの範囲で８０％超）、ほぼゼロの複屈折率（?０．００１未満）、および比較的低いＣＴＥ（６０ｐｐｍ／℃未満）を有するフレキシブル基板が開示される。基板は、ポリイミド層および薄型ガラス層を含む単層ポリイミドフィルムおよび多層積層板として製造できる。ポリイミドは、脂環式酸二無水物および芳香族カルドジアミンを含むことができる。ポリイミドから構成されるフィルムは、光ディスプレイおよびそれらの特有の性質の組み合わせを必要とする他の用途のフレキシブル基板として使用できる。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、「ＴＨＥＲＭＡＬＬＹ ＳＴＡＢＬＥ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ ＦＯＲ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＦＬＡＴ ＰＡＮＥＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」という名称で２０１２年５月１１日出願の米国特許仮出願第６１／６４５，７０７号の優先権を主張する。

発明の分野
本出願は、フラットパネルディスプレイ、太陽光発電システム、点灯装置、および入出力装置などの電子デバイス用透明フレキシブル基板の製造に関する。具体的には、フレキシブル基板は、高ガラス転移温度（Ｔｇ）を有する有機可溶性完全イミド化ポリイミドから調製されたものを含む。また、本出願は、少なくとも１種のポリイミド層および１種の薄型ガラス層を含む厚型ポリイミドフィルムまたは多層積層板の形のフレキシブル基板の製造に関する。さらに詳細には、本出願は、ほぼゼロの複屈折率および比較的低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する熱的に安定なフレキシブル基板の製造に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、および電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）などの次世代の光ディスプレイは、フレキシブルになるであろう。現在このようなディスプレイに使われているガラス基板は、厚型で、重くて堅く、さらに、破壊に対し脆弱であり、製品設計の自由度を小さくしている。ポリマー基板材料は、製品設計と製造に対し新しい可能性を開くという理由で魅力的である。ポリマー基板材料は、ガラス材料より生産効率を上げ、製造コストを下げることができる対費用効果の高いロールツーロール製造法を使って生産できる。例えば、ガラス基板はＬＣＤ中の最も高価な部品の１つである（ＤｉｓｐｌａｙＳｅａｒｃｈ ２００７ ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｐｏｒｔ）。従って、フレキシブル基板材料は、情報ディスプレイに対し斬新な設計を行うことを可能とする自由度を与えるであろう。

いくつかの目標特性を示し、市販の薄型の平面軽量ディスプレイ、すなわち、携帯電話ディスプレイの製造に利用されてきた材料が入手可能である。また、一部のこれらの材料により、巻き込むことができ、形状適合性の試作品ディスプレイが製造されたが、貧弱な性能と生産歩留まりが原因で、これらのデバイスのいずれも商品として生き残れていない。プロセス温度、すなわち、金属成膜ステップが行われる温度を上げることができれば、これらのディスプレイの性能と耐久性は、大きく高められるであろう。成膜温度が高まるに伴い、金属層の伝導率と頑強性は高くなる。しかし、プロセス温度は、全てのディスプレイが目標にしている性質である高Ｔｇを有する熱的に安定な材料がないことにより、制限される。また、この温度で安定であるというフレキシブル基板に対するニーズは、点灯装置、光起電力デバイス、および電子入出力装置などの多くの電子デバイスにとっても共通のニーズである。特性要件に適合するフレキシブルＬＣＤデバイスが、多くの手法を使って開発されてきた。その努力の中には、ステンレス鋼などの金属箔の使用などもあった。ステンレス鋼の箔は、高熱安定性、低ＣＴＥ（２０ｐｐｍ／℃未満）を有し、フレキシブルである。しかし、ステンレス鋼箔は、比較的重く、透明ではない。このことがこの材料の反射モードディスプレイへの使用を制限する。さらに、その伝導率および表面粗さのために、ステンレス箔に余計なコーティングを行う必要がある。

また、有機ポリマーも、薄型軽量ディスプレイの製造に使われてきたが、ガラス板の熱および光学的性質の全てに適合する性質を備えたポリマー基板を得ることは困難であることが明らかになった。例えば、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）フィルムは、高度に透明で、低ＣＴＥ（２０ｐｐｍ／℃未満）を有する。しかし、ＰＥＮフィルムは、１８０℃未満の温度でのみ処理でき、フィルムは高複屈折率（０．００１超）を示す。これらの制限にもかかわらず、ＰＥＮ基板は、ＤｕＰｏｎｔにより市販品として提供されている。これは、市場のニーズの反映である。ポリ（シクロオレフィン）（ＣＯＰ）フィルムは、優れた透明度、高熱安定性（３００℃を超えるＴｇ）およびほぼゼロの複屈折率を有するが、これらのフィルムのＣＴＥは、ディスプレイ用途には大きすぎる（７０ｐｐｍ／℃超）。

ポリイミドは、優れた熱的性質のために、基板に好適な候補材料になっている。２種の市販ポリイミドフィルム：Ｄｕｐｏｎｔ Ｃｏ（ＵＳＡ）のカプトン（登録商標）および宇部興産株式会社（日本）のユーピレックス（登録商標）は、優れた機械的性質と３５０℃を超えるＴｇを有するが、フィルムは濃オレンジ色であり、溶液から直接キャストできない。不溶解性に起因して、前駆物質のポリアミン酸フィルムから調製する必要があり、このことが、それらの有用性をさらに制限している。堅いロッド構造のために、ポリイミドフィルムは、通常、比較的低いＣＴＥ（ユーピレックスＲフィルムのＣＴＥは、１０ｐｐｍ／℃未満である場合もある）、および非常に高い複屈折率（ユーピレックスＲフィルムでは、この値は、０．１を超えることもある）を有する。厳密に設計されたモノマーを使って、可溶性ポリイミドが調製され、高度に透明なフィルムへの溶液キャストが行われた。実際、このようなフィルムは、ＬＣＤ用の負の補償膜としては商業的に成功したが、これらのフィルムは、高度に複屈折性である。従って、高光学的透過率、ほぼゼロの複屈折率、比較的低いＣＴＥおよび高Ｔｇを備えたポリイミドフィルムは、商品化されなかった。上記で考察のように、基板は、ほぼゼロの複屈折率、すなわち、フィルム面（ｎｚ）に垂直な方向に沿った屈折率、およびフィルム面（ｎｘまたはｎｙ）に平行な方向に沿った屈折率が同じである必要がある。従来のポリイミドは、堅いロッド様の芳香族モノマー単位から構成される。応力が加わらない場合には、可溶性ポリイミドまたはポリアミン酸前駆物質の溶液キャスティングの間に、ポリマー鎖は、自然に面内で配向するが、優先的面内配向がなければ、ゼロの面内複屈折率を生じ、すなわち、ｎｘ＝ｎｙとなる。しかし、このプロセスは、負の面外複屈折率を生じ、すなわち、ｎｚ＜ｎｘ＝ｎｙをとなる。実際、線形ロッド様芳香族モノマー（負の複屈折性モノマー）から調製されたポリイミドは、高い負の複屈折率を有するフィルムを形成する。このことが、表示歪を避けるために光学的等方性が必要なディスプレイ基板としてこのようなフィルムが使われるのを妨げる。低複屈折率のポリイミドフィルムを得る以前の手法は、柔軟性を高め、および／または堅いポリイミド骨格の直線性を下げることを含んでいた。しかし、これらの手法は、ガラス転移温度の劇的な低下をも生じた。

また、透明ポリイミドフィルムは、正の面外複屈折率を示す溶液キャスティングによっても調製されている。これは、特別に設計されたカルドジアミンモノマー（正の複屈折性モノマー）の使用により実現された。このモノマーは、芳香族酸二無水物と重合されて、キャスティングプロセス中に自然に面内で配向するポリマー骨格を与えた。しかし、正の複屈折性モノマーから生ずる反復単位は、ポリマー骨格に垂直の方向に高い分極率を有し、面内屈折率（ｎｘおよびｎｙ）の値より高い面外屈折率（ｎｚ）を生じる。

また、カルドジアミンは、脂環式酸二無水物と重合されて可溶性ポリイミドを形成した。ポリマーは、ＬＣＤ用配向膜を形成するために主に使用された。ポリオレフィン基板への脂環式ポリイミドコーティングを延長して複屈折性補償フィルムを形成した。しかし、ほぼゼロの複屈折率を必要とする電子デバイスの基板開発にそれらの光学的および熱的性質を利用する試みは行われなかった。

一実施形態では、電子デバイス用透明フレキシブル基板は、少なくとも１種の酸二無水物および少なくとも１種のジアミンの混合物から調製された３００℃超のＴｇの有機可溶性ポリイミドを含み、少なくとも１種の酸二無水物は、脂環式酸二無水物であり、少なくとも１種のジアミンは、芳香族ジアミンである。一実施形態では、電子デバイスは、フラットパネルディスプレイ、点灯装置、光起電力デバイスまたは入出力装置である。さらに別の実施形態では、フレキシブル基板は、少なくとも２５ミクロンの厚さおよび４００〜７５０ｎｍの範囲で８０％超の透過率を有する。別の実施形態では、フレキシブル基板は、約±０．００１未満の面外複屈折率、約６０ｐｐｍ／℃未満の熱膨張係数を有する。

さらに別の実施形態では、有機可溶性ポリイミドは、一般構造：

を有し、式中、ＡＣは、群：

から選択され、カルドは、群：

から選択され、ｎ＝１〜４であり、Ｒは、水素、ハロゲン（フルオリド、クロリド、ブロミド、およびヨージド）、アルキル、ハロゲン化アルキルなどの置換アルキル、ニトロ、シアノ、チオアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルコキシなどの置換アルコキシ、アリールまたはハロゲン化アリールなどの置換アリール、エチニル、フェニルエチニル、アルキルエステルおよび置換アルキルエステル、ならびにこれらの組み合わせ、を含む群から選択される。ｎが４未満の場合、芳香族環上の残りの位置は水素原子であると想定されることは理解されよう。また、それぞれのＲは異なってもよいことも理解されよう。

別の実施形態では、少なくとも１種の脂環式酸二無水物は、一般構造：

を有する群から選択され、ＡＣは、群：

から選択され、および、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物，１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、およびビシクロ［２．２．２］オクタ−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、を含む群からさらに選択されてもよい。

別の実施形態では、芳香族カルドジアミンは、一般構造：

を有する群から選択され、式中、ｎ＝１〜４であり、Ｒは、水素、ハロゲン（フルオリド、クロリド、ブロミド、およびヨージド）、アルキル、ハロゲン化アルキルなどの置換アルキル、ニトロ、シアノ、チオアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルコキシなどの置換アルコキシ、アリールまたはハロゲン化アリールなどの置換アリール、エチニル、フェニルエチニル、アルキルエステルおよび置換アルキルエステル、ならびにこれらの組み合わせ、を含む群から選択される。ｎが４未満の場合、芳香族環上の残りの位置は水素原子であると想定されることは理解されよう。また、それぞれのＲは異なってもよいことも理解されよう。芳香族カルドジアミンは、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フッ素、９，９−ビス（４−アミノ−３−フルオロフェニル）フッ素、および９，９−ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）フッ素、を含む群からさらに選択されてもよい。

驚くべきことに、３００℃超のＴｇの可溶性ポリイミドを使って、ほぼゼロの複屈折率を有し、空気中で１０分間、または減圧下もしくは不活性雰囲気中で３０分間、３００℃に暴露後も優れた透明度を維持する透明フレキシブル基板を製造できることを発見した。特に、脂環式酸二無水物および芳香族カルド酸二無水物から調製されるポリイミドを使って、±０．００１未満の面外複屈折率、および６０ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥを有する透明基板（４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲で８０％を超える透過率）の製造ができることを見出した。基板は、高温にさらされるフレキシブル電子デバイスの製造に使用できる。通常、ポリイミドは、脂環式酸二無水物および芳香族ジアミンから調製できる。脂環式酸二無水物は、群：

から選択してもよく、Ａｃは、群：

から選択され、特に有用な酸二無水物には：
１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＢＤＡ）；

１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）；

１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物（ＨＰＭＤＡ）；および

ビシクロ［２．２．２］オクタ−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＯＤＡ）、が含まれる。

芳香族ジアミンは、次の構造：

を持つことができ、式中、ｎ＝１〜４であり、Ｒは、水素、ハロゲン（フルオリド、クロリド、ブロミド、およびヨージド）、アルキル、ハロゲン化アルキルなどの置換アルキル、ニトロ、シアノ、チオアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルコキシなどの置換アルコキシ、アリールまたはハロゲン化アリールなどの置換アリール、エチニル、フェニルエチニル、アルキルエステルおよび置換アルキルエステル、ならびにこれらの組み合わせ、を含む群から選択される。ｎが４未満の場合、芳香族環上の残りの位置は水素原子であると想定されることは理解されよう。また、それぞれのＲは異なってもよいことも理解されよう。

特に有用なジアミンには：
９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン（ＦＤＡ）；

９，９−ビス（４−アミノ−３−フルオロフェニル）フルオレン（ＦＦＤＡ）；および

９，９−ビス−（４−アミノ−３−メチルフェニル）フルオレン（ＭｅＦＤＡ）．

が含まれる。

一実施形態では、ポリイミドは、１つまたは複数の脂環式酸二無水物および１つまたは複数のカルド芳香族ジアミンを含むモノマー混合物から調製できる。場合によっては、カルドジアミンの一部を非カルド芳香族ジアミンで、および／または脂環式酸二無水物の一部を芳香族酸二無水物で置換することが望ましいこともある。特に、カルボキシル基などの、溶剤耐性を生じさせる目的のポリマーの架橋に使用できる基を含むモノマーを混入するのが有用である場合もある。この基が存在する場合、３００℃近くの加熱により、または多官能性エポキシドの存在下の２００℃を超える加熱により、架橋を起こさせることができる。モノマーは、ＤＭＡＣ、ＮＭＰまたはｍ−クレゾールなどの高沸点溶剤中で重合でき、高温でイソキノリンなどのイミド化触媒を含めて、直接イミド化ポリマーを得ることができる。また、重合混合物にトルエンなどの脱水試薬を含めてもよい。

別の実施形態では、モノマーを１００℃未満の温度下、極性非プロトン性溶剤中で重合して、化学的にイミド化または熱的にイミド化される低分子量ポリアミン酸を得ることができる。さらに別の実施形態では、イミド化は、これらの２種の方法を組み合わせて行うこともできる。実際、２種の方法の組み合わせは、ポリアミン酸重合混合物から直接的にフィルムの連続キャスティングを行うのに有用であろう。

フレキシブル基板は、ポリイミド層および薄型ガラス層を含む単層フィルムとして、および多層積層板として調製できる。単層フィルムは、通常の有機溶剤中のイミド化ポリイミド溶液から当業者に既知の溶液キャスティング技術により調製できる。バッチおよびロールツーロールプロセスなどの連続プロセスの両方を使用できる。両方の技術では、使用設備で最適フィルムが製造できるように固形物濃度およびポリマー分子量を調節することにより、溶液の粘度が調節される。多層積層板は、薄型ガラスフィルム上にポリイミドの層を溶液キャスティングすることにより、１ステップで調製できる。添加物を使用して、ポリイミドのガラスへの接着を高めることができる。また、積層板は、多段階プロセスでも調製でき、この場合、最初にポリイミド層がポリエステルフィルムなどのキャリアテープ上に溶液キャストされる。次に、この組み合わせた層をガラスフィルムに積層し、ポリイミド層をガラスに接着する。キャリアテープは、フラットパネルディスプレイの作成の前か、または作成中に除去される。

また、基板は、ポリイミドのポリアミン酸前駆物質の溶液から溶液キャスティング技術により調製できる。この場合、ポリアミン酸のポリイミドへの変換は、キャスティングプロセスの間に、またはその後に、化学的に、および／または熱的に行うことができる。加熱ゾーンを通過するエンドレスベルト上で、キャスティングの直前にポリアミン酸が化学的イミド化混合物と混合される連続的ロールツーロールプロセスを使って、単層基板を調製、またはガラスフィルム上にポリイミド層を形成できる。

ディスプレイなどのフレキシブル電子デバイスの作成を単純化するために、他の機能性および非機能性の層を基板上にキャスト、または積層できる。例えば、ガスバリア層を追加してもよい。

一般的重合手順
次の一般的手続きを使って高沸点溶剤中のカルドジアミンおよび脂環式酸二無水物からポリイミドを調製できる。

オーバーヘッド攪拌機、窒素入口、および短路蒸留装置を備えた三つ口丸底フラスコ（２５０ｍＬ）に、０．０４０ｍｏｌのカルドジアミンおよび６０ｍｌのｍ−クレゾールを加えて混合物を形成した。窒素下、全てのジアミンが溶解するまで攪拌しながら約６０℃で混合物を加熱した。混合物に脂環式酸二無水物（約０．０４０ｍｏｌ）を加えて反応混合物を形成し、全ての酸二無水物が溶解するまで約１００℃で加熱した。その後、加熱浴を取り外し、反応混合物を室温まで冷却し、約４時間攪拌した。イソキノリンを数滴添加後、反応混合物を約２００℃で１２時間加熱した。このプロセス中、水および一部のｍ−クレゾールを留去した。次に、反応混合物を５０ｍｌのｍ−クレゾールで希釈し、室温まで冷却後、５００ｍｌのメタノールを加えた。形成された繊維状沈殿物を濾過により集め、メタノール中に浸漬して大部分の溶剤を除去した（プロセスを３回繰り返した）後、１００℃で減圧下乾燥した。

ポリマーの溶解度。ポリマーの溶解度をＮ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ），Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）およびシクロペンタノン（ＣＰＮ）中で測定した。結果を表１に示す。５ｗｔ％の溶液が調製できれば、ポリマーを可溶性と見なした。

基板適格性評価用フィルムの調製。乾燥ポリマーを５〜２０％の固形物含量でシクロペンタノンに溶解した。（また、フィルムは、極性非プロトン性溶剤中のポリマー溶液から調製してもよい）濾過後、溶液をガラス基板上に流し込んだ。溶剤を室温で蒸発させた。フィルムを含むガラス基板を減圧下、１００℃で乾燥した。基板ガラスを水に浸漬することにより、ポリマーフィルムをガラスから取り外した。

フィルムの複屈折率。自立型フィルム（２５μｍ）の複屈折率をＭｅｔｒｉｃｏｎ Ｐｒｉｓｍ Ｃｏｕｐｌｅｒ ２０１０／Ｍで測定した。

フィルム透明度。２５μｍ厚フィルムの４００〜７５０ｎｍの範囲の透過率をＵＶ可視分光計（Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＵＶ２４５０）で測定し、透明度を得た。フィルムを空気中もしくは減圧下で１０分間、または不活性雰囲気中、３０分間３００℃で加熱の前後に透過率を測定した。透過率対波長のプロットは、市販ＰＥＮ基板とほぼ同じであった。フィルムの最小透過率（表１に示す）は、４００ｎｍでの値であった。フィルムをこれらの条件下で６０分より長い時間加熱した場合、４００ｎｍでの透過率は、８０％未満であった。

実施例
実施例１ａ〜ｃ。一般的重合手順により、ＢＯＤＡをＦＤＡ（１ａ）、ＦＦＤＡ（１ｂ）、およびＭｅＦＤＡ（１ｃ）と重合した（表１）。

比較例１ａ〜ｃ。脂環式酸二無水物の代わりの芳香族酸二無水物３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、ならびに、ＦＤＡ（１ａ）、ＦＦＤＡ（１ｂ）、およびＭｅＦＤＡ（１ｃ）を使って一般的重合手順を実行した（表１）。

比較例２ａ〜ｃ。脂環式酸二無水物の代わりの芳香族酸二無水物ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢｉｓＡＤＡ）、ならびに、ＦＤＡ（２ａ）、ＦＦＤＡ（２ｂ）、およびＭｅＦＤＡ（２ｃ）を使って一般的重合手順を実行した（表１）。

表１に示すように、実施例１ａ〜ｃでは、ほぼゼロの複屈折率と優れた透明度を有するフィルムを形成するポリマーが製造された。特に、実施例１ａ〜ｃは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲で８０％を超える透過率ならびに±０．００１未満の面外複屈折率および６０ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥであった。

実施例２ａ〜ｈ。ＨＰＭＤＡならびにＦＦＤＡ（９８ｍｏｌ％〜８８ｍｏｌ％）およびＰＦＭＢ（２ｍｏｌ％〜１２ｍｏｌ％）の種々の混合物を使って一般的重合手順を実行した（表２）。

実施例３。ＨＰＭＤＡならびにＦＦＤＡ（９０ｍｏｌ％）およびＯＤＡ（１０ｍｏｌ％）の混合物を使って一般的重合手順を実行した（表２）。

実施例４。ＨＰＭＤＡ（９０ｍｏｌ％）ならびに６ＦＤＡ（１０ｍｏｌ％）およびＦＦＤＡを使って一般的重合手順を実行した（表２）。

実施例５。ＨＰＭＤＡおよびＦＤＡを使って一般的重合手順を実行した（表２）。

表２に示すように、選択酸二無水物およびジアミンならびにそれらの比率、およびそれらの組み合わせを種々変えた配合物を、許容可能なフレキシブル基板を形成するために使用可能なポリイミドを形成する反応混合物として使用できる。

用語の「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」が本明細書または請求項で使われる範囲内において、その用語が請求項中で移行語として採用される場合に解釈されるように、用語の「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に包括的であることが意図されている。従って、用語の「または（ｏｒ）」が採用される（例えば、ＡまたはＢ）範囲内において、「ＡまたはＢまたは両方」を意味することが意図されている。出願者が「ＡまたはＢのみで同時に両方を含まない（ｏｎｌｙ Ａ ｏｒ Ｂ ｂｕｔ いいえｔｂｏｔｈ）」を示すことを意図している場合には、用語の「ＡまたはＢのみで同時に両方を含まない（ｏｎｌｙ Ａ ｏｒ Ｂ ｂｕｔ いいえｔ ｂｏｔｈ）」が採用されるであろう。従って、本明細書で用語の「ｏｒ」の使用は、包括的であり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。また、用語の「中に（ｉｎ）」または「中に（ｉｎｔｏ）」が本明細書または請求項で使われる範囲内において、「上に（ｏｎ）」または「上に（ｏｎｔｏ）」を付加的に意味することが意図されている。さらに、用語の「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔ）」が本明細書または請求項で使われる範囲内において、「〜に直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」のみでなく、別の部品または複数部品を介して接続される場合などの、「〜に間接的に接続される（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」も意味することが意図されている。

本出願は、その実施形態の説明により例証され、また、実施形態がかなり詳細に記載されてきたが、添付請求項の範囲をこのような細目に制限する、または多少なりとも限定することは出願者の意図ではない。従って、そのより広範な態様を含む本出願は、示され説明された特定の細目、代表的装置および方法、ならびに例示的実施例に限定されない。従って、出願者の一般的発明概念の趣旨または範囲を逸脱することなく、このような細目から展開が可能である。

Claims (22)

1. 電子デバイス中に、またはそれと共に使用するための透明フレキシブル基板であって、約３００℃を超えるガラス転移温度を有する有機可溶性ポリイミドを含み、前記有機可溶性ポリイミドが少なくとも１種の酸二無水物および少なくとも１種のジアミンから構成され、前記少なくとも１種の酸二無水物が脂環式酸二無水物であり、前記少なくとも１種のジアミンが芳香族カルドジアミンである、基板。
2. 前記電子デバイスがフラットパネルディスプレイ、点灯装置、光起電力デバイス、または入出力装置である、請求項１に記載の基板。
3. 少なくとも２５ミクロンの厚さ、および４００〜７５０ｎｍの範囲で約８０％を超える透過率を有する、請求項１に記載の基板。
4. ３００℃で６０分未満の時間加熱した後で、前記４００〜７５０ｎｍの範囲の透過率が８０％を超える、請求項３に記載の基板。
5. 約±０．００１未満の面外複屈折率を有する、請求項１に記載の基板。
6. 約６０ｐｐｍ／℃未満の熱膨張係数を有する、請求項１に記載の基板。
7. 前記ポリイミドが一般的構造：
   

   

   を有し、Ａｃが、
   

   

   を含む群から選択され、カルドが、
   

   

   を含む群から選択され、式中、ｎ＝１〜４であり、Ｒが、水素、ハロゲン（フルオリド、クロリド、ブロミド、およびヨージド）、アルキル、ハロゲン化アルキルなどの置換アルキル、ニトロ、シアノ、チオアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルコキシなどの置換アルコキシ、アリールまたはハロゲン化アリールなどの置換アリール、エチニル、フェニルエチニル、アルキルエステルおよび置換アルキルエステル、ならびにこれらの組み合わせ、を含む群から選択される、請求項１に記載の基板。ｎが４未満の場合、前記芳香族環上の残りの位置は水素原子であると想定されることは理解されよう。また、それぞれのＲは異なってもよいことも理解されよう。
8. 前記脂環式酸二無水物が、一般的構造：
   

   

   を有する群から選択され、Ａｃが、
   

   

   を含む群から選択される、請求項１に記載の基板。
9. 前記脂環式酸二無水物が、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、およびビシクロ［２．２．２］オクタ−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物を含む群から選択される請求項８に記載の基板。
10. 前記芳香族カルドジアミンが、一般構造：
    

    

    を有する群から選択され、式中、ｎ＝１〜４であり、Ｒが、水素、ハロゲン（フルオリド、クロリド、ブロミド、およびヨージド）、アルキル、ハロゲン化アルキルなどの置換アルキル、ニトロ、シアノ、チオアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルコキシなどの置換アルコキシ、アリールまたはハロゲン化アリールなどの置換アリール、エチニル、フェニルエチニル、アルキルエステルおよび置換アルキルエステル、ならびにこれらの組み合わせ、を含む群から選択される、請求項１に記載の基板。ｎが４未満の場合、前記芳香族環上の残りの位置は水素原子であると想定されることは理解されよう。また、それぞれのＲは異なってもよいことも理解されよう。
11. 前記芳香族カルドジアミンが、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フッ素、９，９−ビス（４−アミノ−３−フルオロフェニル）フッ素、および９，９−ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）フッ素を含む群から選択される、請求項１０に記載の基板。
12. 前記ポリイミドが、芳香族酸二無水物をさらに含む、請求項１に記載の基板。
13. 前記ポリイミドが、非カルド芳香族ジアミンをさらに含む、請求項１に記載の基板。
14. 前記非カルド芳香族ジアミンが、遊離カルボキシル基を含む、請求項１３に記載の基板。
15. 前記非カルド芳香族ジアミンが、３，５−ジカルボキシアニリンおよび２，２’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノビフェニルを含む群より選択される、請求項１４に記載の基板。
16. 約３００℃を超えるガラス転移温度を有する有機可溶性ポリイミドを含む第１層であって、前記有機可溶性ポリイミドが少なくとも１種の酸二無水物および少なくとも１種のジアミンを含み、少なくとも１種の酸二無水物が脂環式酸二無水物であり、少なくとも１種のジアミンが芳香族カルドジアミンである第１層、および
    ガラスを含む第２層
    を含む、電子デバイス用透明フレキシブル多層基板。
17. 前記第１層が、少なくとも２ミクロンの厚さである、請求項１６に記載の基板。
18. 前記第２層が、少なくとも２０ミクロンの厚さである、請求項１６に記載の基板。
19. ４００〜７５０ｎｍの範囲で約８０％を超える透過率を有する、請求項１６に記載の基板。
20. ３００℃で６０分未満の時間加熱後に、４００〜７５０ｎｍの範囲で約８０％を超える透過率を有する、請求項１６に記載の基板。
21. 約±０．００１未満の面外複屈折率を有する、請求項１６に記載の基板。
22. 約６０ｐｐｍ／℃未満の熱膨張係数を有する、請求項１６に記載の基板。