(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-25
(45)【発行日】2022-08-02
(54)【発明の名称】高屈折組成物、高屈折フィルム及び高屈折フィルムの製造方法
(51)【国際特許分類】
C08L 85/00 20060101AFI20220726BHJP
C08G 79/14 20060101ALI20220726BHJP
C08F 130/04 20060101ALI20220726BHJP
C08G 59/20 20060101ALI20220726BHJP
C08G 59/28 20060101ALI20220726BHJP
C08F 290/00 20060101ALI20220726BHJP
C08J 5/18 20060101ALI20220726BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20220726BHJP
G02B 1/111 20150101ALI20220726BHJP
C07F 7/30 20060101ALN20220726BHJP
【FI】
C08L85/00
C08G79/14
C08F130/04
C08G59/20
C08G59/28
C08F290/00
C08J5/18 CER
C08J5/18 CEZ
C08J5/18 CFC
G02B5/28
G02B1/111
C07F7/30 A
C07F7/30 F
(21)【出願番号】P 2020544774
(86)(22)【出願日】2019-09-20
(86)【国際出願番号】 KR2019012194
(87)【国際公開番号】W WO2020060257
(87)【国際公開日】2020-03-26
【審査請求日】2020-09-04
(31)【優先権主張番号】10-2018-0113001
(32)【優先日】2018-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2018-0112998
(32)【優先日】2018-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】500239823
【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ウ、スン エー
(72)【発明者】
【氏名】ユ、ドン ウ-
【審査官】藤井 勲
(56)【参考文献】
【文献】特開昭59-016829(JP,A)
【文献】特開平05-163354(JP,A)
【文献】特開2007-254593(JP,A)
【文献】特開2009-145872(JP,A)
【文献】国際公開第2011/102380(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 85/00 - 85/04
C08G 79/00 - 79/14
C08J 5/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と
側鎖(side chain)として光反応性基又は熱反応性基を少なくとも2個以上含むポリマーを含み、
前記ポリマーの主鎖は、前記ゲルマニウム(Ge)元素をGe-Ge結合の形態で含み、
前記光反応性基は、ビニル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基又はマレイミド基を含み、
前記熱反応性基は、エポキシ基、オキセタン基、アルケニル基、ケイ素原子に結合された水素原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、フタロニトリル基又はカルボキシル基を含む、
高屈折組成物。
【請求項2】
前記ポリマーは、下記化学式1で表示される化合物である、
請求項1に記載の高屈折組成物。
[化学式1]
【化1】
化学式1で、R
1~R
6は、それぞれ独立的に水素原子、アルキル基、アリール基、光反応性基又は熱反応性基であり、
R
1~R
6のうち少なくとも2個は、光反応性基又は熱反応性基であり、
nは、5~1000の整数である。
【請求項3】
前記高屈折組成物は、光硬化性モノマー又は熱硬化性モノマーをさらに含む、
請求項1又は2に記載の高屈折組成物。
【請求項4】
前記光硬化性モノマーは、光硬化性基を少なくとも2個以上有する多官能性化合物であり、
前記熱硬化性モノマーは、熱硬化性基を少なくとも2個以上有する多官能性化合物である、
請求項3に記載の高屈折組成物。
【請求項5】
前記光硬化性モノマー又は熱硬化性モノマーは、前記ポリマー100重量部に対して10~50重量部で含まれる、
請求項3または4に記載の高屈折組成物。
【請求項6】
光重合開始剤又は熱重合開始剤をさらに含む、
請求項1から5のいずれか1項に記載の高屈折組成物。
【請求項7】
主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と
側鎖(side chain)として光反応性基又は熱反応性基を少なくとも2個以上含むポリマーを含
む高屈折組成物であって、
前記ポリマーの主鎖は、前記ゲルマニウム(Ge)元素をGe-Ge結合の形態で含み、
前記光反応性基は、ビニル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基又はマレイミド基を含み、
前記熱反応性基は、エポキシ基、オキセタン基、アルケニル基、ケイ素原子に結合された水素原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、フタロニトリル基又はカルボキシル基を含む、
高屈折組成物を硬化された状態で含む、
高屈折フィルム。
【請求項8】
前記ポリマーの少なくとも2個以上の光反応性基は、互いに反応して結合された状態で存在するか、
少なくとも2個以上の熱反応性基は、互いに反応して結合された状態で存在する、
請求項7に記載の高屈折フィルム。
【請求項9】
前記高屈折フィルムの632nm波長に対する屈折率が1.8以上である、
請求項7または8に記載の高屈折フィルム。
【請求項10】
主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と側鎖(side chain)として光反応性基又は熱反応性基を少なくとも2個以上含むポリマーを含
む高屈折組成物であって、
前記ポリマーの主鎖は、前記ゲルマニウム(Ge)元素をGe-Ge結合の形態で含み、
前記光反応性基は、ビニル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基又はマレイミド基を含み、
前記熱反応性基は、エポキシ基、オキセタン基、アルケニル基、ケイ素原子に結合された水素原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、フタロニトリル基又はカルボキシル基を含む、高屈折組成物を基板上にコーティングするステップ及び
前記コーティングされた組成物に光を照射するか又は熱を印加するステップ
を含む、
高屈折フィルムの製造方法。
【請求項11】
前記光の照射は、紫外線を500mJ/cm
2~5000mJ/cm
2の強度で照射することで行われる、
請求項10に記載の高屈折フィルムの製造方法。
【請求項12】
前記熱の印加は、30℃~260℃の温度範囲で10分~24時間の間行われる、
請求項10または11に記載の高屈折フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願との相互引用
本出願は、2018年9月20日に提出された大韓民国特許出願第10-2018-0113001号及び2018年9月20日に提出された大韓民国特許出願第10-2018-0112998号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
【0002】
技術分野
本出願は、高屈折組成物、高屈折フィルム、高屈折フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
高屈折ポリマーは、光学製品、例えば、光学レンズ及び光メディアなどに用いられ得、高屈折フィルムは、例えば、有機発光素子の内部光の抽出を向上させるために用いられ得る。
【0004】
従来、高屈折特性を得るために開発された高分子の大部分がハロゲン元素を含んでいるので、毒性があり、燃焼される場合、多い量の腐食性ガスが発生する問題がある。また、炭素からなるポリマーやポリマーフィルムは、屈折率が1.7又はその以下が限界なので、さらに高い屈折率を有する物質が必要である。一方、有機物の屈折率を高めるためにポリマーマトリックスの内部に金属酸化物粒子を入れる工程を進行することができるが、均一なフィルムを形成するためには、酸化物粒子の含量が制限されるので、屈折率を高めるのに限界がある。また、無機粒子は、有機物に比べて高い屈折率を有しているが、無機粒子を用いて薄膜を形成する場合に、薄膜の厚さを調節しにくく、成形が容易ではない問題が発生できる。一方、シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)半導体を用いて高屈折フィルムを製造する研究が進行されているが、CVD(chemical vapor deposition)、plasma enhanced CVD又はsputteringを通じてフィルムを形成する場合、気化反応によって工程速度が遅いという点と費用的な側面で限界を有している。また、Ge含有有機化合物を有機光学分野に用いる方法で、Ge-ligand又はpoly(Ge-O-Ge)などが知られているが、これも屈折率が1.8以下で得られる限界がある(特許文献1:大韓民国特許公開公報第2016-0030432号)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本出願は、高屈折組成物、高屈折フィルム及び高屈折フィルムの製造方法を提供する。具体的に、本出願は、簡単なコーティング工程と低費用で高屈折フィルムを製造することができ、厚さが均一であり、厚さ調節又は成形が容易であるだけでなく、化学的安定性が高く、透明性又は耐熱性などの物性調節が容易な高屈折フィルムを製造することができる組成物、これを用いた高屈折フィルム及び高屈折フィルムの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本出願は、高屈折組成物に関する。前記高屈折組成物は、ゲルマニウム(Ge)元素を含むポリマーを含むことができる。前記高屈折組成物は、主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と側鎖(side chain)として反応性基を少なくとも2個以上含むポリマーを含むことができる。前記反応性基は、光反応性基又は熱反応性基であってもよい。このような高屈折組成物を通じて簡単なコーティング工程と低費用で高屈折フィルムを製造することができ、厚さが均一であり、厚さ調節又は成形が容易であるだけでなく、化学的安定性が高く、透明性又は耐熱性などの物性調節が容易な高屈折フィルムを製造することができる。
【0007】
本明細書で「主鎖」は、ポリマーの骨格(backbone)を成す鎖を意味することができる。前記主鎖は、ポリマーの重合単位が繰り返されてなる骨格を意味することができる。本明細書で「側鎖」は、ポリマーの主鎖の骨格から分枝されている鎖を意味することができる。前記側鎖は、残基又は末端基と呼称され得る。本明細書で「重合単位」は、ポリマーで重合されて繰り返される単位構造を意味することができる。本明細書で「反応性基」は、外部エネルギーにより化学反応が誘導される作用基(functional group)を意味することができる。本明細書で「光反応性基」は、光の照射によって化学反応が誘導される作用基(functional group)を意味することができる。本明細書で「熱反応性基」は、熱の印加によって化学反応が誘導される作用基(functional group)を意味することができる。前記光反応性基は、光重合性基、光硬化性基又は光架橋性基などを含む意味であってもよい。前記熱反応性基は、熱重合性基、熱硬化性基又は熱架橋性基などを含む意味であってもよい。
【0008】
前記ポリマーの主鎖は、前記ゲルマニウム(Ge)元素をGe-Ge結合の形態で含むことができる。前記Ge-Ge結合は、ポリマーの主鎖の重合単位として含まれ得る。前記ポリマーは、ゲルマニウム(Ge)元素をGe-Ge結合の形態で含むことで高屈折率を示すことができる。
【0009】
一つの例示で、前記ポリマーは、下記化学式1で表示される化合物であってもよい。
【0010】
【0011】
化学式1で、R1~R6は、それぞれ独立的に水素原子、アルキル基、アリール基、光反応性基又は熱反応性基であってもよく、R1~R6のうち少なくとも2個は、反応性基、例えば、光反応性基又は熱反応性基であってもよく、nは、5~1000の整数であってもよい。前記nは、具体的に、5~500の整数、5~250の整数又は5~100の整数であってもよい。
【0012】
前記アルキル基又はアリール基は、前記光反応性基又は熱反応性基とは異なり、非反応性基に分類することができる。前記ポリマーの光反応性基又は熱反応性基以外の側鎖でアルキル基又はアリール基が導入される場合、優れたコーティング性を示すことができ、有機マトリックスのような他の物質内で優れた分散性を示すことができる。
【0013】
前記アルキル基としては、炭素数1~20、具体的に、炭素数1~10、より具体的に、炭素数1~7のアルキル基を用いることができる。前記アリール基としては、炭素数6~40、具体的に、炭素数6~30、より具体的に、炭素数6~20のアリール基を用いることができる。
【0014】
前記光反応性基は、光の照射、例えば、紫外線の照射によって化学反応が誘導される作用基であってもよい。具体的な例で、前記光反応性基は、ビニル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基又はマレイミド基などであってもよい。前記光反応性基を有するポリマーは、光の照射によって硬化反応が起きることができるので高屈折フィルムの化学的安定性を高めることができる。
【0015】
前記熱反応性基は、熱の印加によって化学反応が誘導される作用基であってもよい。具体的な例で、前記熱反応性基は、エポキシ基、オキセタン基、アルケニル基、ケイ素原子に結合された水素原子、イソシアネート基、ヒドロキシ基、フタロニトリル基又はカルボキシル基などであってもよい。前記熱反応性基を有するポリマーは、熱の印加によって硬化反応が起きることができるので高屈折フィルムの化学的安定性を高めることができる。
【0016】
前記化学式1のポリマーを製造する方法は特に制限されない。
【0017】
一つの例示で、反応性基が光反応性基である場合には、例えば、4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)を有機溶媒中にマグネシウムの存在下で反応させるステップ(S1)及び前記ステップ(S1)の反応物にアルキル、アリール、ビニル又は(メト)アクリルのハロゲン化物を添加して反応させるステップ(S2)により製造され得る。一つの例示で、前記ハロゲン化物は、臭化物であってもよい。
【0018】
一つの例示で、前記ステップS2は、2回以上行われ得る。一つの例示で、前記ポリマーの側鎖であるR1~R6を全て光反応性基にする場合、ビニル又は(メト)アクリルのハロゲン化物を添加した後に反応させ(S2-1)、ビニル又は(メト)アクリルのハロゲン化物を追加で添加して反応させることで(S2-2)、目的とするポリマーを得ることができる。他の一つの例示で、前記ポリマーの側鎖として、一部は光反応性基にし、残りは非反応性基にする場合、ビニル又は(メト)アクリルのハロゲン化物を添加した後に反応させ(S2-1)、アルキル又はアリールのハロゲン化物を追加で添加して反応させることで(S2-2)、目的とするポリマーを得ることができる。(S2―1)及び(S2-2)の各ステップで添加されるハロゲン化物のモル数は、ステップ(S1)の4塩化ゲルマニウムのモル数と同一に制御され得る。
【0019】
前記ステップ(S1)、(S2)、(S2-1)、(S2-2)の反応条件は、目的とする反応物が得られるように適切に調節され得る。前記ステップ(S1)反応は、例えば、アルゴン雰囲気下で行われ得る。また、前記ステップ(S1)反応は、例えば、約60分~120分、具体的に、80分~90分間行われ得る。前記ステップ(S2-1)反応は、例えば、約5℃~30℃、具体的に、約5℃~15℃の温度で、約30分~90分、具体的に、約50分~70分間行われ得る。前記ステップ(S2-2)反応は、例えば、約30℃~70℃、具体的に、約40℃~60℃の温度で、約100分~150分、具体的に、約110分~130分間行われ得る。
【0020】
反応性基が熱反応性基である場合には、例えば、塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)を有機溶媒中にマグネシウムの存在下で反応させるステップ(S1)及び前記ステップ(S1)の反応物にアルキル、アリール又はエポキシのハロゲン化物を添加して反応させるステップ(S2)により製造され得る。一つの例示で、前記ハロゲン化物は、臭化物であってもよい。
【0021】
一つの例示で、前記ステップ(S2)は、2回以上行われ得る。一つの例示で、前記ポリマーの側鎖であるR1~R6を全て熱反応性基にする場合、エポキシのハロゲン化物を添加した後に反応させ(S2-1)、エポキシのハロゲン化物を追加で添加して反応させることで(S2-2)、目的とするポリマーを得ることができる。他の一つの例示で、前記ポリマーの側鎖として、一部は熱反応性基にし、残りは非反応性基にする場合、エポキシのハロゲン化物を添加した後に反応させ(S2-1)、アルキル又はアリールのハロゲン化物を追加で添加して反応させることで(S2-2)、目的とするポリマーを得ることができる。(S2-1)及び(S2-2)の各ステップで添加されるハロゲン化物のモル数は、ステップ(S1)の4塩化ゲルマニウムのモル数と同一に制御され得る。
【0022】
前記ステップ(S1)、(S2)、(S2-1)、(S2-2)の反応条件は、目的とする反応物を得ることができるように適切に調節され得る。前記ステップ(S1)反応は、例えば、アルゴン雰囲気下で行われ得る。また、前記ステップ(S1)反応は、例えば、約60分~120分、具体的に、80分~90分間行われ得る。前記ステップ(S2-1)反応は、例えば、約5℃~30℃、具体的に、約5℃~15℃の温度で、約30分~90分、具体的に、約50分~70分間行われ得る。前記ステップ(S2-2)反応は、例えば、約30℃~70℃、具体的に、約40℃~60℃の温度で、約100分~150分、具体的に、約110分~130分間行われ得る。
【0023】
前記組成物は、溶媒をさらに含むことができる。前記溶媒は、有機溶媒であってもよい。前記有機溶媒としては、炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、エーテル系の溶媒を用いることができる。炭化水素系の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、n-デカン、n-ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼンなどが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系の例としては、4塩化炭素、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが挙げられる。エーテル系の例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
【0024】
前記組成物は、ポリマーを前記溶媒100重量部に対して5~100重量部で含むことができる。ポリマーの濃度が過度に低い場合、コーティングされなくてフィルムを形成しにくく、過度に高い場合、フィルムのコーティング性が低くなるので、前記範囲内に調節されることが好ましい。
【0025】
前記組成物は、硬化性モノマーをさらに含むことができる。前記硬化性モノマーは、光硬化性モノマー又は熱硬化性モノマーであってもよい。前記ポリマーが反応性基で光反応性基を有する場合には、光硬化性モノマーを含むことができ、前記ポリマーが反応性基で熱反応性基を有する場合には、熱硬化性モノマーを含むことができる。
【0026】
光硬化性モノマーは、光硬化性基を少なくとも一つ以上含む化合物を意味することができる。光硬化性基としては、ビニル基又は(メト)アクリル基を例示することができる。光硬化性モノマーは、光硬化性基を有するという点で前記光反応基を有するポリマーと類似であるが、ゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位を有しないという点で、前記ポリマーと相異なっている。前記光硬化性モノマーは、単分子又は高分子であってもよい。前記組成物に光硬化性モノマーがさらに含まれる場合、前記ポリマーは、側鎖としてアルキル基又はアリール基を少なくとも一つ以上有することが好ましい。これを通じて前記ポリマーと光硬化性モノマーが均一に(homogeneous)混合された組成物を得ることができる。
【0027】
熱硬化性モノマーは、熱硬化性基を少なくとも一つ以上含む化合物を意味することができる。熱硬化性基としては、エポキシ基を例示することができる。熱硬化性モノマーは、熱硬化性基を有するという点で前記熱反応性基を有するポリマーと類似であるが、ゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位を有しないという点で、前記ポリマーと相異なっている。前記熱硬化性モノマーは、単分子又は高分子であってもよい。前記組成物に熱硬化性モノマーがさらに含まれる場合、前記ポリマーは、側鎖としてアルキル基又はアリール基を少なくとも一つ以上有することが好ましい。これを通じて前記ポリマーと熱硬化性モノマーが均一に(homogeneous)混合された組成物を得ることができる。
【0028】
一つの例示で、前記光硬化性モノマーは、光硬化性基を2個以上含む多官能性化合物であってもよい。これは反応速度の側面で有利である。前記光硬化性モノマーが有する光硬化性基の上限は、例えば、10個以下、8個以下、6個以下、4個以下又は3個以下であってもよい。
【0029】
前記光硬化性モノマーの種類によって高屈折組成物または高屈折フィルムの透明性、耐熱性などの物性を容易に調節することができる。前記光硬化性モノマーとしては、好ましくは、分子内に2個以上の(メト)アクリル基を有する化合物であって、例えば、1,6-ヘキサンジオールジ(メト)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メト)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メト)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メト)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メト)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メト)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メト)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メト)アクリレート、3-(メト)アクリロイルオキシグリセリンモノ(メト)アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、エステルアクリレートなどが挙げられるが、必ずこれに限定されない。また、ビニル基置換芳香環化合物などを例示することができ、具体的な例で、ジビニルベンゼン、ジアリルエーテル、ジアリルスルフィド、アジピン酸ジアリルエステル、アジピン酸ジビニルエステルなどを用いることができ、必ずこれに限定されない。
【0030】
前記光硬化性モノマーの含量は、目的とする物性を考慮して適切に調節され得る。前記光硬化性モノマーは、例えば、前記ポリマー100重量部に対して、10~50重量部又は20~30重量部で含まれ得る。光硬化性モノマーの含量が過度に低い場合、透明性や耐熱性などの物性に対する効果が不十分になり、過度に高い場合、Ge含量が減少して屈折率が低くなるので、前記範囲内に調節されることが好ましい。
【0031】
一つの例示で、前記熱硬化性モノマーは、熱硬化性基を2個以上含む多官能性化合物であってもよい。これは反応速度の側面で有利である。前記熱硬化性モノマーが有する熱硬化性基の上限は、例えば、10個以下、8個以下、6個以下、4個以下又は3個以下であってもよい。
【0032】
前記熱硬化性モノマーの種類によって高屈折組成物または高屈折フィルムの透明性、耐熱性などの物性を容易に調節することができる。前記熱硬化性モノマーとしては、(a)ジ-及びポリフェノール、(b)ジ-及びポリカルボン酸、(c)ジ-及びポリメルカプタン、(d)ジ-及びポリアミン、(e)一次モノアミン、(f)スルホンアミド、(g)アミノフェノール、(h)アミノカルボン酸、(i)フェノールヒドロキシ含有カルボン酸、(j)スルファニルアミド、(k)アルキレンアミン、及び(l)このような化合物のうちいずれか二つ以上の組合せなどを含むことができる。
【0033】
ジ-及びポリフェノール(a)の例は、1,2-ジヒドロキシベンゼン(カテコール);1,3-ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール);1,4-ジヒドロキシベンゼン(ヒドロキノン);4,4'-イソプロピリデンジフェノール(ビスフェノールA);4,4'-ジヒドロキシジフェニルメタン;3,3',5,5'-テトラブロモビスフェノールA;4,4'-チオジフェノール;4,4'-スルホニルジフェノール;2,2'-スルホニルジフェノール;4,4'-ジヒドロキシジフェニルオキシド;4,4'-ジヒドロキシベンゾフェノン;1,1'-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン;3,3',5,5'-テトラクロロビスフェノールA;3,3'-ジメトキシビスフェノールA;3,3',5,5'-テトラメチル-4,4'-ジヒドロキシジフェニル;4,4'-ジヒドロキシビフェニル;4,4'-ジヒドロキシ-α-メチルスチルベン;4,4'-ジヒドロキシベンズアニリド;4,4'-ジヒドロキシスチルベン;4,4'-ジヒドロキシ-α-シアノスチルベン;1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン;1,4-ジヒドロキシ-3,6-ジメチルベンゼン;1,4-ジヒドロキシ-3,6-ジメトキシベンゼン;1,4-ジヒドロキシ-2-tert-ブチルベンゼン;1,4-ジヒドロキシ-2-ブロモ-5-メチルベンゼン;1,3-ジヒドロキシ-4-ニトロフェノール;1,3-ジヒドロキシ-4-シアノフェノール;トリス(ヒドロキシフェニル)メタン;ジシクロペンタジエン又はそれのオリゴマー及びフェノール又は置換フェノール縮合生成物とそれの混合物を含む。
【0034】
ジ-及びポリカルボン酸(b)の例は、テレフタル酸;イソフタル酸;ジシクロペンタジエンジカルボン酸;トリス(カルボキシフェニル)メタン;4,4'-ジカルボキシジフェニルメタン;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸;1,6-ヘキサンジカルボン酸;1,4-ブタンジカルボン酸;1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)シクロヘキサン;3,3',5,5'-テトラメチル-4,4'-ジカルボキシフェニル;4,4'-ジカルボキシ-α-メチルスチルベン;1,4-ビス(4-カルボキシフェニル)-トランス-シクロヘキサン;1,1'-ビス(4-カルボキシフェニル)シクロヘキサン;1,3-ジカルボキシ-4-メチルベンゼン;1,3-ジカルボキシ-4-メトキシベンゼン;1,3-ジカルボキシ-4-ブロモベンゼン;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0035】
ジ-及びポリメルカプタン(c)の例は、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド;トリス(メルカプトフェニル)メタン;1,3-ベンゼンジチオール;1,4-ベンゼンジチオール;4,4'-ジメルカプトジフェニルメタン;4,4'-ジメルカプトジフェニルオキシド;4,4'-ジメルカプト-α-メチルスチルベン;3,3',5,5'-テトラメチル-4,4'-ジメルカプトジフェニル;1,4-シクロヘキサンジチオール;1,6-ヘキサンジチオール;2,2'-ジメルカプトジエチルエーテル;1,2-ジメルカプトプロパン;1,1-ビス(4-メルカプトフェニル)シクロヘキサン及びそれのいずれの組合せも含む。
【0036】
ジ-及びポリアミン(d)の例は、トリス(アミノフェニル)メタン;ビス(アミノメチル)ノルボルナン;ピペラジン;エチレンジアミン;ジエチレントリアミン;トリエチレンテトラミン;テトラエチレンペンタミン;1-(2-アミノエチル)ピペラジン;ビス(アミノプロピル)エーテル;ビス(アミノプロピル)スルフィド;イソホロンジアミン;1,2-ジアミノベンゼン;1,3-ジアミノベンゼン;1,4-ジアミノベンゼン;4,4'-ジアミノジフェニルメタン;4,4'-ジアミノジフェニルスルホン;2,2'-ジアミノジフェニルスルホン;4,4'-ジアミノジフェニルオキシド;3,3',5,5'-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル;3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノジフェニル;4,4'-ジアミノ-α-メチルスチルベン;4,4'-ジアミノベンズアニリド;4,4'-ジアミノスチルベン;1,4-ビス(4-アミノフェニル)-トランス-シクロヘキサン;1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン;1,2-シクロヘキサンジアミン;1,4-ビス(アミノシクロへキシル)メタン;1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン;1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン;1,4-シクロヘキサンジアミン;1,6-ヘキサンジアミン;1,3-キシレンジアミン;2,2'-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン;4-(2-アミノプロパン-2-イル)-1-メチルシクロヘキサン-1-アミン(メタンジアミン);及びそれのいずれの組合せも含む。
【0037】
一次モノアミン(e)の例は、アニリン;4-クロロアニリン;4-メチルアニリン;4-メトキシアニリン;4-シアノアニリン;4-アミノジフェニルオキシド;4-アミノジフェニルメタン;4-アミノジフェニルスルフィド;4-アミノベンゾフェノン;4-アミノジフェニル;4-アミノスチルベン;4-アミノ-α-メチルスチルベン;メチルアミン;4-アミノ-4'-ニトロスチルベン;n-ヘキシルアミン;シクロヘキシルアミン;アミノノルボルナン;N,N-ジエチルトリメチレンジアミン;2,6-ジメチルアニリン;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0038】
スルホンアミド(f)の例は、フェニルスルホンアミド;4-メトキシフェニルスルホンアミド;4-クロロフェニルスルホンアミド;4-ブロモフェニルスルホンアミド;4-メチルスルホンアミド;4-シアノスルホンアミド;4-スルホンアミドジフェニルオキシド;4-スルホンアミドジフェニルメタン;4-スルホンアミドベンゾフェノン;4-スルホンアミドジフェニル;4-スルホンアミドスチルベン;4-スルホンアミド-α-メチルスチルベン;2,6-ジメチルフェニルスルホンアミド;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0039】
アミノフェノール(g)の例は、o-アミノフェノール;m-アミノフェノール;p-アミノフェノール;2-メトキシ-4-ヒドロキシアニリン;3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシアニリン;2,6-ジブロモ-4-ヒドロキシアニリン;5-ブチル-4-ヒドロキシアニリン;3-フェニル-4-ヒドロキシアニリン;4-(1-(3-アミノフェニル)-1-メチルエチル)フェノール;4-(1-(4-アミノフェニル)エチル)フェノール;4-(4-アミノフェノキシ)フェノール;4-((4-アミノフェニル)チオ)フェノール;(4-アミノフェニル)(4-ヒドロキシフェニル)メタノン;4-((4-アミノフェニル)スルホニル)フェノール;N-メチル-p-アミノフェノール;4-アミノ-4'-ヒドロキシ-α-メチルスチルベン;4-ヒドロキシ-4'-アミノ-α-メチルスチルベン;3,5-ジメチル-4-ヒドロキシアニリン;4-(1-(4-アミノ-3,5-ジブロモフェニル)-1-メチルエチル)-2,6-ジブロモフェノール;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0040】
アミノカルボン酸(h)の例は、2-アミノ安息香酸;3-アミノ安息香酸;4-アミノ安息香酸;2-メトキシ-4-アミノ安息香酸;3-シクロヘキシル-4-アミノ安息香酸;5-ブチル-4-アミノ安息香酸;3-フェニル-4-アミノ安息香酸;4-(1-(3-アミノフェニル)-1-メチルエチル)安息香酸;4-(1-(4-アミノフェニル)エチル)安息香酸;4-(4-アミノフェノキシ)安息香酸;4-((4-アミノフェニル)チオ)安息香酸;(4-アミノフェニル)(4-カルボキシフェニル)メタノン;4-((4-アミノフェニル)スルホニル)安息香酸;N-メチル-4-アミノ安息香酸;4-アミノ-4'-カルボキシ-α-メチルスチルベン;4-カルボキシ-4'-アミノ-α-メチルスチルベン;グリシン;N-メチルグリシン;4-アミノシクロヘキサンカルボン酸;4-アミノヘキサン酸;4-ピぺリジンカルボン酸;5-アミノフタル酸;3,5-ジメチル-4-アミノ安息香酸;2,6-ジブロモ-4-アミノ安息香酸;4-(1-(4-アミノ-3,5-ジブロモフェニル)-1-メチルエチル)-2,6-ジブロモ安息香酸;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0041】
カルボン酸(i)の例は、2-ヒドロキシ安息香酸;3-ヒドロキシ安息香酸;4-ヒドロキシ安息香酸;2-メトキシ-4-ヒドロキシ安息香酸;3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシ安息香酸;5-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸;3-フェニル-4-ヒドロキシ安息香酸;4-(1-(3-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル)安息香酸;4-(1-(4-ヒドロキシフェニル)エチル)安息香酸;4-(4-ヒドロキシフェノキシ)安息香酸;4-((4-ヒドロキシフェニル)チオ)安息香酸;(4-ヒドロキシフェニル)(4-カルボキシフェニル)メタノン;4-((4-ヒドロキシフェニル)スルホニル)安息香酸;4-ヒドロキシ-4'-カルボキシ-α-メチルスチルベン;4-カルボキシ-4'-ヒドロキシ-α-メチルスチルベン;2-ヒドロキシフェニル酢酸;3-ヒドロキシフェニル酢酸;4-ヒドロキシフェニル酢酸;4-ヒドロキシフェニル-2-シクロヘキサンカルボン酸;4-ヒドロキシフェノキシ-2-プロパン酸;4-(1-(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)-1-メチルエチル)-2,6-ジブロモ安息香酸;3,5-ジメチル-4-ヒドロキシ安息香酸;2,6-ジブロモ-4-ヒドロキシ安息香酸;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0042】
スルファニルアミド(j)の例は、o-スルファニルアミド;m-スルファニルアミド;p-スルファニルアミド;2-メトキシ-4-アミノ安息香酸;3-メチル-4-スルホンアミド-1-アミノベンゼン;5-メチル-スルホンアミド-1-アミノベンゼン;3-フェニル-4-スルホンアミド-1-アミノベンゼン;4-(1-(3-スルホンアミドフェニル)-1-メチルエチル)アニリン;4-(1-(4-スルホンアミドフェニル)エチル)アニリン;4-(4-スルホンアミドフェノキシ)アニリン;4-((4-スルホンアミドフェニル)チオ)アニリン;(4-スルホンアミドフェニル)(4-アミノフェニル)メタノン;4-((4-スルホンアミドフェニル)スルホニル)アニリン;4-スルホンアミド-1-N-メチルアミノベンゼン;4-アミノ-4'-スルホンアミド-α-メチルスチルベン;4-スルホンアミド-4'-アミノ-α-メチルスチルベン;4-(1-(4-スルホンアミド-3,5-ジブロモフェニル)-1-メチルエチル)-2,6-ジブロモアニリン;2,6-ジメチル-4-スルホンアミド-1-アミノベンゼン;及びそれのいずれの組合せも含む。
【0043】
前記熱硬化性モノマーの含量は、目的とする物性を考慮して適切に調節され得る。前記熱硬化性モノマーは、例えば、前記ポリマー100重量部に対して10~50重量部で含まれ得る。熱硬化性モノマーの含量が過度に低い場合、透明性や耐熱性などの物性に対する効果が不十分であり、過度に高い場合、Ge含量が減少して屈折率が低くなるので、前記範囲内に調節されることが好ましい。
【0044】
高屈折組成物は、重合開始剤をさらに含むことができる。前記ポリマーが光反応性基を有する場合、高屈折組成物は、光重合開始剤をさらに含むことができる。前記ポリマーが熱反応性基を有する場合、高屈折組成物は、熱重合開始剤をさらに含むことができる。
【0045】
光重合開始剤は、例えば、ラジカル開始剤であってもよい。前記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン系開始剤、ヒドロキシケトン系開始剤、アミノケトン系開始剤又はホスフィンオキシド系開始剤などのように、紫外線などのような光の照射によってラジカルを発生させて光重合を開始させ得る一般的な開始剤を制限なしに用いることができる。
【0046】
熱重合開始剤としては、硬化剤を用いることができる。一つの例示で、前記熱反応性基がエポキシ基である場合、前記硬化剤としては、この分野で公知にされているエポキシ樹脂の硬化剤として、例えば、アミン硬化剤、イミダゾール硬化剤、フェノール硬化剤、リン硬化剤又は酸無水物硬化剤などの1種又は2種以上を用いることができるが、これに制限されるものではない。一つの例示で、前記硬化剤としては、常温で固相であり、融点又は分解温度が80℃以上であるイミダゾール化合物を用いることができる。このような化合物としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール又は1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾールなどが例示され得るが、これに制限されるものではない。
【0047】
高屈折組成物は、上述した成分に追加で任意の添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤としては、例えば、硬化を補助する硬化剤、開始剤、揺変性付与剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、ラジカル生成物質、有無機顔料または染料、分散剤、熱伝導性フィラーや絶縁性フィラーなどの各種フィラー、機能性高分子又は光安定剤などが例示され得るが、これに制限されるものではない。
【0048】
また、本出願は、高屈折フィルムに関する。本出願の高屈折フィルムは、前記高屈折組成物を含むことができる。本出願の高屈折フィルムは、主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と側鎖(side chain)として反応性基、例えば、光反応性基又は熱反応性基を少なくとも2個以上を含むポリマーを含む高屈折組成物を硬化された状態で含むことができる。上記で高屈折組成物に関連された事項は上述した内容が同一に適用され得る。
【0049】
前記ポリマーが光反応性基を有する場合、前記高屈折フィルム内で、前記ポリマーの少なくとも2個以上の光反応性基は、互いに反応して結合された状態で存在することができる。前記ポリマーが熱反応性基を有する場合、前記高屈折フィルム内で、前記ポリマーの少なくとも2個以上の熱反応性基は、互いに反応して結合された状態で存在することができる。これを通じて高屈折フィルムの化学的安定性を確保することができる。
【0050】
前記高屈折フィルムは、高い屈折率を示すことができる。前記高屈折フィルムは、例えば、632nm波長に対する屈折率が1.8以上であってもよい。前記高屈折フィルムの上限は特に制限されないが、本出願の高屈折組成物を通じて製造することができる屈折率の上限は、例えば、4以下であってもよい。前記高屈折フィルムの厚さは、目的とする屈折率及びフィルムの用途を考慮して適切に調節され得る。高屈折フィルムの厚さは、例えば、100nm~1000μmであってもよい。本出願の高屈折フィルムは、このような薄い厚さでも高い屈折率を示すことができる。
【0051】
また、本出願は、高屈折フィルムの製造方法に関する。本出願の高屈折フィルムの製造方法は、前記高屈折組成物を用いることができる。本出願の高屈折フィルムの製造方法は、主鎖(main chain)としてゲルマニウム(Ge)元素を含む重合単位と側鎖(side chain)として反応性基、例えば、光反応性基又は熱反応性基を少なくとも2個以上を含むポリマーを含む高屈折組成物を基板上にコーティングするステップ及び前記コーティングされた組成物に光を照射するか又は熱を印加するステップを含むことができる。上記で高屈折組成物に関連された事項は、上述した内容が同一に適用され得る。
【0052】
前記製造方法によると、簡単なコーティング工程と低費用で高屈折フィルムを製造することができ、厚さが均一であり、厚さ調節又は成形が容易であるだけでなく、化学的安定性が高く、透明性又は耐熱性などの物性調節が容易な高屈折フィルムを製造することができる。
【0053】
基板上に組成物をコーティングする方式は特に制限されず、例えば、スピンコーティング、ロールコーティング、印刷法、インクジェットコーティング、スリットノズル法、バーコーティング、コンマコーティング又はグラビアコーティングなどのような公知のコーティング方式を通じたコーティングにより行われ得る。
【0054】
前記基板は特に制限されず、石英基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板などを適切に選択して用いることができる。
【0055】
前記ポリマーが光反応性基を有する場合、前記コーティングされた組成物に光を照射するステップが行われ得る。前記組成物に光を照射することは紫外線を照射することで行われ得る。前記紫外線は、500mJ/cm2~5000mJ/cm2、1000mJ/cm2~3000mJ/cm2又は1500mJ/cm2~2500mJ/cm2の強度で照射され得る。紫外線の強度が過度に弱い場合、十分な硬化反応が行われず、過度に強い場合、フィルムの物性に影響を及ぼすことができるので、前記範囲内に調節されることが好ましい。
【0056】
前記紫外線は、室温で照射され得る。本明細書で「室温(room temperature)」は、加温したり減温されない自然そのままの温度であって、約15℃~40℃の範囲内のいずれか一つの温度、例えば、約20℃、約25℃又は約30℃程度の温度を意味することができる。本明細書で温度条件に対して特な言及がない限り、室温条件を意味することができる。
【0057】
前記組成物は、光の照射により硬化され得る。このとき、前記ポリマーの少なくとも2個以上の光反応性基は、互いに反応して結合された状態になり得る。これを通じて高屈折フィルムの化学的安定性を確保することができる。
【0058】
前記ポリマーが熱反応性基を有する場合、前記コーティングされた組成物に熱を印加するステップが行われ得る。前記組成物に熱を印加することは、30℃~260℃、100℃~220℃又は150℃~200℃の温度範囲で行われ得る。熱が過度に弱い場合、十分な硬化反応が行われず、熱が過度に強い場合、フィルムの物性に影響を及ぼすことができるので、前記範囲内に調節されることが好ましい。前記組成物に熱を印加することは10分~24時間、10分~12時間又は10分~1時間の間行われ得る。硬化時間が短い場合、反応が十分ではなくてフィルムの硬化程度が低くなり、硬化時間が長い場合、工程時間が長くなってフィルム生産性が低くなるので、時間が前記範囲内に調節されることが好ましい。
【0059】
前記組成物は、熱の印加により硬化され得る。このとき、前記ポリマーの少なくとも2個以上の熱反応性基は、互いに反応して結合された状態になり得る。これを通じて高屈折フィルムの化学的安定性を確保することができる。
【0060】
本出願の高屈折組成物、高屈折フィルム及び高屈折フィルムの製造方法は、高屈折材料が必要な多様な技術分野に適用され得る。高屈折ポリマーは、多様な光学製品、例えば、光学レンズ及び光メディアなどに用いられ得、高屈折フィルムは、例えば、有機発光素子の内部光の抽出を向上させるために用いられ得るが、これに制限されるものではない。
【発明の効果】
【0061】
本出願は、簡単なコーティング工程と低費用で高屈折フィルムを製造することができ、厚さが均一であり、厚さ調節又は成形が容易であるだけでなく、化学的安定性が高く、透明性又は耐熱性などの物性調節が容易な高屈折フィルムを製造することができる組成物、これを用いた高屈折フィルム及び高屈折フィルムの製造方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【0062】
以下、本出願による実施例及び本出願によらない比較例を通じて本出願を詳しく説明するが、本出願の範囲が下記提出された実施例によって限定されるものではない。
【0063】
<実施例1>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)(sigma-aldrich社製)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属(sigma-aldrich社製)を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolの臭化ビニル(vinylbromide)(sigma-aldrich社製)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolの臭化ビニル(vinylbromide)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィー(column chromatography)を用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Aの高屈折ポリマー(A)を得た。高屈折ポリマー(A)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(A)100重量部に対して光開始剤(Igarcure 184、Sigma-aldrich社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(1)を製造した。
【0064】
【0065】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=5.1、5.5(d、2H、CH2)、5.25~5.30(d、H、CH)
【0066】
高屈折フィルムの製造
前記高屈折組成物(1)を石英基板(quartz plate)に塗布した後、バー(bar)コーティングした。次に、コーティングされた基板を100℃のホットプレート(hot plate)で1時間の間乾燥させた。その後、高屈折組成物にUV硬化機(H-bulb)を用いて約200nm~350nm波長の紫外線を約2,000mJ/cm2の強度で照射して光硬化させることで高屈折フィルムを製造した。
【0067】
<実施例2>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolの臭化ビニル(vinylbromide)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolのブロモベンゼン(sigma-aldrich社製)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィーを用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Bの高屈折ポリマー(B)を得た。高屈折ポリマー(B)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(B)100重量部に対して光開始剤(Igarcure 184、Sigma-aldrich社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(2)を製造した。
【0068】
【0069】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=5.1、5.5(d、2H、CH2)、5.25~5.30(d、H、CH)、7.30~7.40(s、H、CH)
【0070】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(1)を高屈折組成物(2)に変更したこと以外は、実施例1と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0071】
<実施例3>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolの臭化ビニル(vinylbromide)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolのブロモブタン(bromobutane)(sigma-aldrich社製)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィーを用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Cの高屈折ポリマー(C)を得た。高屈折ポリマー(C)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(C)100重量部に対して光開始剤(Igarcure 184、Sigma-aldrich社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(3)を製造した。
【0072】
【0073】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=0.91(t、3H、CH3)、1.27(m、2H、CH2)、1.33(m、2H、CH2)、1.34(t、2H、CH2)、5.5(d、2H、CH2)、5.25~5.30(d、1H、CH)、7.33(s、1H、CH)
【0074】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(1)を高屈折組成物(3)に変更したこと以外は、実施例1と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0075】
<実施例4>
高屈折組成物の製造
実施例1で製造された高屈折ポリマー(A)2.4gとTMPTA(Trimethylolpropane triacrylate、sigma-aldrich社製)0.6gをトルエン3gにとかし(それぞれ40wt%と10wt%)、前記高屈折ポリマー(A)100重量部に対して光開始剤(Igarcure 184、Sigma-aldrich社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(4)を製造した。
【0076】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(1)を高屈折組成物(4)に変更したこと以外は、実施例1と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0077】
<実施例5>
高屈折組成物の製造
実施例1で製造された高屈折ポリマー(A)2.4gとジビニルベンゼン(divinylbenzen)(sigma-aldrich社製)0.6gをトルエン3gにとかし(それぞれ40wt%と10wt%)、前記高屈折ポリマー(A)100重量部に対して光開始剤(Igarcure 184、Sigma-aldrich社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(5)を製造した。
【0078】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(1)を高屈折組成物(5)に変更したこと以外は、実施例1と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0079】
<実施例6>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)(sigma-aldrich社製)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属(sigma-aldrich社製)を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolのエピブロモヒドリン(epibromohydrin)(sigma-aldrich社製)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolのエピブロモヒドリン(epibromohydrin)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィー(column chromatography)を用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Dの高屈折ポリマー(D)を得た。高屈折ポリマー(D)の収得は、1H-NMRで確認した。高屈折ポリマー(D)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(D)100重量部に対して熱開始剤としてイミダゾール系硬化剤(C11ZA、四国化成社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(6)を製造した。
【0080】
【0081】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=0.40(m、H、CH)、0.55、0.80(m、4H、CH2)
【0082】
高屈折フィルムの製造
前記高屈折組成物(6)を石英基板(quartz plate)に塗布した後、バー(bar)コーティングした。次に、コーティングされた高屈折組成物に約180℃の温度で約30分間熱を印加して熱硬化させることで高屈折フィルムを製造した。
【0083】
<実施例7>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolのエピブロモヒドリン(epibromohydrin)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolのブロモベンゼン(bromobenzene)(sigma-aldrich社製)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィーを用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Eの高屈折ポリマー(E)を得た。高屈折ポリマー(E)の収得は、1H-NMRで確認した。高屈折ポリマー(E)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(E)100重量部に対して熱開始剤としてイミダゾール系硬化剤(C11ZA、四国化成社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(7)を製造した。
【0084】
【0085】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=0.40(m、H、CH)、0.55、0.80(m、4H、CH2)、7.30~7.40(s、H、CH)
【0086】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(6)を高屈折組成物(7)に変更したこと以外は、実施例6と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0087】
<実施例8>
高屈折組成物の製造
40ml THF(Tetrahydrofuran)に、16mmolの4塩化ゲルマニウム(germanium tetrachloride)と128mmolのマグネシウム(Mg)金属を入れた後、アルゴン(Ar)下で90分間反応させた。次に、16mmolのエピブロモヒドリン(epibromohydrin)を10℃でゆっくり滴下した。約60分間反応させた後、16mmolのブロモブタン(bromobutane)(sigma-aldrich社製)を滴下した後、50℃で2時間の間反応させた。室温で一日間混合物を混ぜた後にメタノールを入れた。カラムクロマトグラフィーを用いて酸化された生成物を除去した後、下記化学式Fの高屈折ポリマー(F)を得た。高屈折ポリマー(F)の収得は、1H-NMRで確認した。高屈折ポリマー(F)3gをトルエン3gにとかし(50wt%濃度)、前記高屈折ポリマー(F)100重量部に対して熱開始剤としてイミダゾール系硬化剤(C11ZA、四国化成社製)を5重量部で添加して高屈折組成物(8)を製造した。
【0088】
【0089】
1H NMR(500MHz、DMSO-d6):δ=0.40(m、H、CH)、0.55、0.80(m、4H、CH2)、0.91(t、3H、CH3)、1.27(m、2H、CH2)、1.33(m、2H、CH2)、1.34(t、2H、CH2)、7.33(s、1H、CH)
【0090】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(6)を高屈折組成物(8)に変更したこと以外は、実施例6と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0091】
<比較例1>
高屈折組成物の製造
Polycarbonate(sigma-aldrich社製)3gをトルエン3gにとかし(50wt%)、ジオキサン(dioxane)にとかして高屈折組成物(9)を製造した。
【0092】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(1)を高屈折組成物(9)に変更したこと以外は、実施例1と同一の方法で高屈折フィルムを製造した。
【0093】
<比較例2>
高屈折組成物の製造
70ml THF(Tetrahydrofuran)にbis(dimethylphenyl)digermoxane3.75g(0.01mol)(cimit社製)を入れてフラスコ内を窒素置換した。その後、反応生成物をトルエンで抽出して無水硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、トルエンを除去した後、真空乾燥してdimethyl poly(Ge-O-Ge)を得た。dimethyl poly(Ge-O-Ge)3gをトルエン3gにとかして(50wt%)高屈折組成物(10)を製造した。
【0094】
高屈折フィルムの製造
高屈折組成物(10)を石英基板(quartz plate)に塗布した後、バー(bar)コーティングした。次に、コーティングされた基板を100℃のホットプレート(hot plate)で1時間の間乾燥させて高屈折フィルムを製造した。
【0095】
<測定例1.厚さ及び屈折率の測定>
実施例1~実施例8及び比較例1、比較例2で製造されたフィルムに対して、厚さ及び屈折率を測定し、その結果を下記表1に記載した。具体的に、厚さは、ellipsometry measurement(Elli-SE、エリプソテクノロジー社製)を用いて楕円計測方法で測定し、屈折率は、屈折率測定装置(SPA-3DR、SAIRON Tech.社製)を用いて632nm波長に対する屈折率を測定した。
【0096】