フレキシブルディスプレイカバーマテリアルは、高透明性、高耐熱性および複雑な使用信頼性のバランス問題に直面しています。本研究では、分子鎖の剛柔性と自由体積を制御することで、一連の無色透明ポリイミド（CPI）薄膜を作製しました。研究結果から、分子鎖の剛性が増すにつれて、試料のガラス転移温度（T_g）と疎水性が向上し、機械的特性は分子鎖の積層密度と水素結合含有量と強い相関を示しました。特に、剛性のある非共役ブタン環構造を含むCPI-CBDAは、自由体積が小さく水素結合が多く分子鎖の積層が緻密であり、380~780 nmの平均透過率T_av=87.02%という高透明性、高耐熱性、低膨張係数（50~250 ℃の平均熱膨張係数CTE=10.52×10^-6/K）および優れた機械的特性を兼ね備えています。使用評価においては、50万回の動的曲げ（曲げ半径R=2 mm）後、ほとんどの試料でT_av損失率が3%未満、引張強度保持率が85%以上であり、市販のPETフィルムの強度保持率は56%未満でした。特筆すべきは、一部の試料で曲げ後にヤング率がむしろ増加したことであり、これは局所的な循環ひずみによる分子鎖配向が原因と考えられます。紫外線劣化試験では、CPI-CBDAが最も安定性に優れており、その劣化機構は段階的特性を示しました。初期にブタン環構造が分解し、続いて弱い結合が切断され、それと同時に分子鎖間で架橋反応が起こり、機械特性の劣化を相乗的に補償し、紫外線照射後のT_av保持率が97.1%に達し、引張強度とヤング率保持率はそれぞれ119.4%と140.1%に達しました。

無色透明ポリイミド; 分子構造制御; 動的曲げ耐久性; 耐紫外線