JP5865345B2 - 樹脂、光学材料、及び光学デバイス - Google Patents

樹脂、光学材料、及び光学デバイス Download PDF

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Description

本発明は、光学デバイス等の構成材料として好適な樹脂、並びにそれを用いた光学材料及び光学デバイスに関する。
高屈折率の樹脂材料は、従来のガラス材料に比して高い加工性を有し、光学レンズ、光ファイバー、及び光導波路等の光学デバイスを構成するための光学材料に有用である。なかでも、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、及びポリアミド等は、高い屈折率を有する樹脂材料であることが広く知られている。
ポリカーボネートは、良好な透明性及び耐熱性を有するため、光学材料によく用いられている。しかしながら、芳香族ポリカーボネートであっても、その屈折率が十分に高いとはいえず、より高い屈折率を有する光学材料用の樹脂の開発が求められている。
高屈折率の樹脂材料には、例えば、フルオレン骨格を導入したポリエステルブロック鎖を含むポリエステル系ブロック共重合体がある(特許文献1参照)。また、ナフタレン骨格を有するジアミン化合物から得られるポリイミドが知られている(特許文献2参照)。これらの共重合体等は、光学デバイスを形成するための材料に有用であるとされている。
特開2009−57483号公報 特開2010−70513号公報
しかしながら、特許文献1に記載のポリエステル系ブロック共重合体は、耐熱性と屈折率のいずれもが十分に高いとはいえない。また、特許文献2に記載のポリイミドは、透明性と成形加工性が不十分である。このため、このポリイミドを用いて得られる光学デバイスの用途等が限定されてしまうといった問題がある。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の課題とするところは、光学デバイス等を構成するための材料に有用な、屈折率が高く、透明性の高い樹脂を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、屈折率が高く、透明性の高い光学材料及び光学デバイスを提供することにある。
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、アシルヒドラゾン結合を含む特定構造の樹脂の屈折率が高く、さらに光の透過率も高いことを見出した。特に(チオ)エーテル結合を含むベンゼン環部分と、水素結合能を有するアシルヒドラゾン結合とを有する繰り返し単位が含まれることで、樹脂の密度が高まり、屈折率の高い樹脂が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示す樹脂、光学材料、及び光学デバイスが提供される。
[1]アシルヒドラゾン結合を含み、数平均分子量が500〜50万である樹脂であって、アシルヒドラゾン結合当量が100〜4000である樹脂。[2]樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、[1]に記載の樹脂。
[3]アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、[1]または[2]に記載の樹脂。
[4]下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の樹脂。
(前記一般式(1)中、
はC、H、N、O、S、Si、F、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる原子を含み、分子量が80〜8000である2価の連結基であり、かつ2つのアシルヒドラゾン結合のカルボニル炭素を繋ぐ最短の分子鎖の原子数が2〜60である基を示し;
及びRは、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示し;
Zは、下記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
(前記一般式(2)中、
は−CH=又は−N=を示し、芳香族環上における結合手の位置は、Aを基準として2位及び6位、または2位及び5位であり、芳香族環上のその他の位置にはメチル基、エチル基、又はハロゲン原子が結合していてもよく;
前記一般式(3)中、Aは−CH−、−O−、−S−、又は−N(R)−(Rは水素原子、メチル基、又はエチル基を示す)を示し;
前記一般式(4)中、Rは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子、メチルチオ基、又はエチルチオ基を示し;
前記一般式(5)中、Aは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)−、−C(=O)NH−、又は−O−C2p−O−(pは2〜12のいずれかの整数を示す)を示し;
前記一般式(6)中、lは1〜8のいずれかの整数を示す)
[5]前記一般式(1)中、Xが炭素数2〜30である、置換基を有してもよいアルキレン基である[4]に記載の樹脂。
[6]前記一般式(1)中のXが以下の一般式(A−1)〜(A−3)のいずれかで表される、[4]に記載の樹脂。
(前記一般式(A−1)中、
環r1は置換基を有してもよい芳香環を示し;
は、単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
(前記一般式(A−2)中、
環r2は置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよく;
は単結合、−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、下記一般式(1−2)で表される基、または2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基のいずれかを示し;
は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
(前記一般式(A−3)中、
環r3および環r4はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r4はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよく;
は、3価または4価の炭素を示し;
が4価の炭素である場合に、Xに結合する置換基は、メチル基、フェニル基のいずれかであり;
は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
[7]前記一般式(A−1)のr1がナフタレン環である、[6]に記載の樹脂。
[8]前記一般式(A−2)のXが単結合であり、r2がナフタレン環である、[6]に記載の樹脂。
[9]前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1’)で表される、[4]に記載の樹脂。
(前記一般式(1’)中、
Xは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、または下記一般式(1−2)で表される基のいずれかの構造を示し;
Yは、それぞれ独立に−O−、−CH−、又は−S−を示し;
mは0〜10のいずれかの整数を示し;
m1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示し;
及びRは、それぞれ独立にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、アリール基、アリルオキシ基、またはハロゲン基を示し;
Zは、前記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
[10]前記一般式(1’)中のXが、−CH−、−S−、または−C(CH−である[9]に記載の樹脂。
[11]前記一般式(1’)中のZが、前記一般式(2)又は(3)で表される基である[9]または[10]に記載の樹脂。
[12]前記一般式(1’)中のX及びYが、いずれも−S−である[9]〜[11]のいずれかに記載の樹脂。
[13]樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、[3]〜[12]のいずれかに記載の樹脂。
[14]アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、[3]〜[13]のいずれかに記載の樹脂。
[15]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂と、無機粒子、金属粒子、及びイオン性化合物からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤と、を含む光学材料。
[16]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む光学デバイス。
[17]発光素子と、前記発光素子から発せられる光束を制御可能な形状に形成された[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む光束制御部材と含む、光学デバイス。
[18]有機EL素子と、透明電極層と、[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む樹脂層と、をこの順に含む、有機ELデバイス。
[19]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂からなるレンズ。
本発明の樹脂は、屈折率が高く、透明性が高い。そのため、本発明の樹脂は光学材料として特に有用であり、優れた光学デバイスを提供することができる。
図1(a)及び図1(b)は実施例26でフィルムに作製した微細構造を、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した画像である。図1(b)は、図1(a)の一部拡大画像である。 図2(a)及び図2(b)は実施例27でフィルムに作製した微細構造を、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した画像である。図2(b)は、図2(a)の一部拡大画像である。 実施例1で作製した本願の樹脂を含むフィルム(ITO膜積層前)の全光線透過率、及び当該フィルムに実施例28でITO膜を積層した後の全光線透過率を示すグラフである。 実施例16〜21で作製したフィルムの末端封止剤添加量(%)と、波長400nmの光の透過率(%)との関係を示すグラフである。
1.樹脂について
本発明の樹脂には、アシルヒドラゾン結合(−C(=O)−NH−N=CH−)が含まれる。繰り返し単位中に水素結合能を有するアシルヒドラゾン結合が存在すると、水素結合によってアシルヒドラゾン結合同士が相互作用しやすくなると考えられる。また、アシルヒドラゾン結合同士が水素結合により接近することで、樹脂の密度が高くなり、屈折率が高まると考えられる。
本発明の樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、100〜4000が好ましく、より好ましくは120〜2000、特に好ましくは130〜500である。アシルヒドラゾン結合当量が100より大きいと、樹脂の透明性が向上する傾向にある。一方、アシルヒドラゾン結合当量が4000より小さいと、樹脂の屈折率が向上する傾向にある。アシルヒドラゾン結合当量は、樹脂の平均分子量(Mn)を、樹脂に含まれるアシルヒドラゾン結合の平均個数で除した値である。樹脂に含まれるアシルヒドラゾン結合の平均個数は、例えばNMR、または滴定等で算出することができる。
本発明の樹脂の数平均分子量(Mn)は、500〜50万であり、好ましくは5000〜20万、更に好ましくは2.5万〜10万である。数平均分子量(Mn)が上記の数値範囲内であることにより、本発明の樹脂は良好な成形加工性を示す。なお、数平均分子量(Mn)が小さ過ぎると、もろくなり、所定形状に保持することが困難となる傾向にある。一方、数平均分子量(Mn)が大き過ぎると、樹脂の溶融粘度が上昇して成形加工性等が低下する傾向にある。樹脂の数平均分子量(Mn)は、通常、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定され、ポリスチレン換算の値として算出される。具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で、樹脂の数平均分子量(Mn)を測定した値でありうる。例えば、カラムを昭和電工社製の商品名「Shodex」シリーズとし、分析条件を以下のように設定して、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を算出できる。
カラム温度: 40℃
展開溶媒: DMF(ジメチルホルムアミド) (LiBrを10mMの濃度で添加)
測定流量:0.6ml/分
本発明の樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率は1未満であることが好ましく、より好ましくは0.3未満、さらに好ましくは0.1未満である。すなわち、樹脂内に存在する、アルデヒド基及びアシルヒドラジン基の数が少ないことが好ましい。ここでいう末端基とは、樹脂の主鎖の末端部に位置する基であり、官能基の種類は限定されない。また主鎖はアシルヒドラジン結合を含む繰り返し単位構造から主に構成される分子鎖でありえる。よって、通常、直鎖状の樹脂は1分子当たりに2つの末端基を有する。一方、分岐構造を有する樹脂の場合は、樹脂1分子当たり2つ以上の末端基を有する場合がある。例えば、アシルヒドラジン結合を含む繰り返し単位構造から主に構成される2本の分子鎖を、その分子鎖の末端部以外の部位で架橋させて1分子の樹脂を合成した場合、末端部は4つになる。
例えば特開昭57−88156号公報や国際公開第2006/003905号に記載されているように、ジアルデヒドとジヒドラジドとを縮合させてポリアシルヒドラゾン樹脂を調製すると、樹脂の末端はアルデヒド基、もしくはアシルヒドラジン基となる。つまり、樹脂に含まれる末端基の数と、樹脂に含まれるアルデヒド基及びアシルヒドラジン基の数の総和とが等しくなり、「樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率」が1となる。
これに対し、本発明の樹脂では、これらのアルデヒド基やアシルヒドラジン基が、末端封止剤で封止されていることが好ましい。アルデヒド基またはアシルヒドラジン基に他の官能基(封止剤)が結合することで、樹脂の末端部に位置するアルデヒド基及びアシルヒドラジン基の数が減少する。つまり、「樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満」となる。
樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数は、それぞれ滴定やNMRで求めることができる。一方、樹脂に含まれる末端基の数は、樹脂の数平均分子量を求め、樹脂の質量を数平均分子量で除すこと等で求められる。通常、末端基の数は樹脂のモル数の2倍のモル数である。
樹脂がアシルヒドラジン末端を有する場合、アシルヒドラジン末端の少なくとも一部;すなわち、樹脂の末端に位置するアシルヒドラジン基の一部もしくは全てが、末端封止剤で封止されていることが好ましい。アシルヒドラジン末端を末端封止剤で封止されていると、光の透過率が高まる。
アシルヒドラジン末端の封止率は、末端封止剤の添加量で調整する。
アシルヒドラジン末端を封止する末端封止剤の添加量(モル量)は、樹脂中に含まれるアシルヒドラジン末端のモル量に対して0%超〜120%であることが好ましく、より好ましくは70〜100%であり、さらに好ましくは90〜100%である。末端封止剤の添加量が少ないと、アシルヒドラジン末端を十分に封止できないことがある。一方、末端封止剤の添加量が120%、場合によっては100%を超えると、樹脂を構成する分子鎖が切れて、アルデヒド末端が現れやすくなり、かえって光の透過率が低下してしまう恐れがある。
アシルヒドラジン末端を封止する末端封止剤は、アシルヒドラジン基と反応し、反応性の低い末端を形成する化合物であればよい。末端封止剤の例には、モノアルデヒド類、酸無水物、酸塩化物等がある。モノアルデヒド類は、脂肪族モノアルデヒド、芳香族モノアルデヒドのいずれであってもよい。
アシルヒドラジン末端を封止するモノアルデヒド類の例には、ベンズアルデヒド、4−クロロベンズアルデヒド等がある。アシルヒドラジン末端を封止する酸無水物の例には、無水酢酸、無水コハク酸等がある。これらの中でもベンズアルデヒドは、樹脂の末端のアルデヒドに反応した後に、反応性の官能基が残りにくいため、特に好ましい。
また、樹脂がアルデヒド末端を有する場合には、アルデヒド末端の少なくとも一部、または全てが末端封止剤で封止されていることも好ましい。アルデヒド末端が封止されていると、加熱時の樹脂の着色等が抑制される。
アルデヒド末端を封止する末端封止剤の添加量(モル量)は、樹脂中に含まれるアルデヒド末端のモル量に対して0%超〜120%であることが好ましく、より好ましくは70〜100%であり、さらに好ましくは90〜100%である。末端封止剤の添加量が少ないと、アルデヒド末端を十分に封止できないことがある。一方、末端封止剤の添加量が120%、場合によっては100%を超えると、樹脂を構成する分子鎖が切れて、アシルヒドラジン末端が現れやすくなり、光の透過率が低下する恐れがある。
アルデヒド末端を封止する末端封止剤は、アルデヒド末端におけるアルデヒド基と反応し、反応性の低い末端を形成する化合物であればよい。末端封止剤の例には、アミノ基、ヒドラジン基、アシルヒドラジン基、ヒドロキシアミン基を有する化合物等がある。また、アルデヒド基をアルコールでアセタール保護してもよく、酸無水物でアセチル保護してもよい。アルデヒド末端を封止する末端封止剤の具体例には、アセトヒドラジド、n‐オクタノヒドラジド、ステアリン酸ヒドラジド等がありこれらの中でもアセトヒドラジドは、樹脂の末端に反応して封止した後に、反応性の官能基が残りにくいため、特に好ましい。
本発明の樹脂には、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含むことが好ましい。なお、本発明の樹脂は、一部が三次元架橋した樹脂であってもよく、例えば下記一般式(1)で表される繰り返し単位が、三次元架橋していてもよい。
本発明の樹脂に含まれる、上記一般式(1)で表される繰り返し単位の個数は、樹脂を構成する全繰り返し単位の個数に対して、1〜100%であることが好ましく、より好ましくは50〜100%である。一般式(1)で表される繰り返し単位が上記範囲含まれることで、樹脂の屈折率が高まり、さらに光の透過率も高まる。
一般式(1)で表される繰り返し単位内のアシルヒドラゾン結合の幾何異性は特に制限はない。例えば下記式で示すように、一つの繰り返し単位に、幾何異性がE体であるアシルヒドラゾン結合と、幾何異性がZ体であるアシルヒドラゾン結合とを含んでいてもよい。一つの繰り返し単位にアシルヒドラゾン結合のE体及びZ体が含まれると、樹脂の結晶化が抑制され、樹脂の透明性が高まる。また、本発明の樹脂には、2つのアシルヒドラゾン結合がいずれもE体である繰り返し単位や、2つのアシルヒドラゾン結合がいずれもZ体である繰り返し単位が含まれてもよい。
一般式(1)におけるR及びRは、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示す。R及びRは、中でもアシルヒドラゾン結合と相互作用する官能基が好ましく、特に水素基が好ましい。R及びRが水素基であると、樹脂の密度が高くなり、樹脂の屈折率が大きくなる。
一般式(1)におけるXはC、H、N、O、S、Si、F、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる原子を含み、分子量が80〜8000、好ましくは100〜2500であり、さらに好ましくは150〜700である2価の連結基である。また、2つのアシルヒドラゾン結合のカルボニル炭素を繋ぐ最短の分子鎖を構成する原子の数は、2〜60、好ましくは6〜20である。繰り返し単位の構造によっては、2つのカルボニル炭素間に位置する原子の数の数え方が、2通り以上となる。このような場合、「最短の分子鎖を構成する原子の数」とは、上記原子の数が、一番少なくなる数え方で数えたときの、原子の数とする。カルボニル炭素を繋ぐ原子の数が多くなると、樹脂の密度が低くなりやすく、屈折率が低下しやすい。
一般式(1)におけるXは、炭素数が2〜30である、置換基を有してもよいアルキレン基、または以下の一般式(A−1)〜(A−3)のいずれかであることが好ましい。
一般式(1)におけるXがアルキレン基である場合、アルキレン基の炭素数は2〜30、好ましくは2〜18、さらに好ましくは4〜10である。Xで表されるアルキレン基に結合する置換基は、メチル基、エチル基、又はハロゲン基でありうる。ただし、屈折率の高い樹脂を得るためには、アルキレン基に結合する基が、嵩の低い(小さい)基、もしくは原子屈折が高い原子であることが好ましい。このため、アルキレン基が置換基を有さない、もしくは、アルキレン基に結合する置換基がクロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基であることが好ましい。
一般式(A−1)における環r1は置換基を有してもよい芳香環を示す。芳香環は、芳香族炭化水素環であってもよく、芳香族へテロ環であってもよい。芳香環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、フラン環およびチオフェン環が含まれる。特にナフタレン環が好ましい。
一般式(A−1)の環r1に結合する置換基は、メチル基、エチル基、又はハロゲン基でありうる。ただし、屈折率の高い樹脂を得るためには、一般式(A−1)中の環r1に結合する基が、嵩の低い(小さい)基、もしくは原子屈折が高い原子であることが好ましい。このため、一般式(A−1)中の環r1は、置換基を有さない、もしくは、置換基がクロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基であることが好ましい。
一般式(A−1)におけるLは単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、かつ分子量が500以下、好ましくは100以下である2価の連結基を示す。Lは、具体的には、−S−、−O−、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン、チオメチレン、チオエチレン、チオプロピレン、チオブチレン、カルボニレン等でありうる。一般式(A−1)において、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(A−2)における環r2は置換基を有してもよい芳香環を示す。環r2は、芳香族炭化水素環であってもよく、芳香族へテロ環であってもよい。環r2の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ピリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、インダン環、クロマン環、インドール環、α-ピロン環等がある。環r2は好ましくはベンゼン環である。一般式(A−2)において、2つの環r2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
一般式(A−2)の環r2に結合する置換基は、メチル基、エチル基、又はハロゲン基でありうる。ただし、屈折率の高い樹脂を得るためには、一般式(A−2)中の環r1に結合する基が、嵩の低い(小さい)基、もしくは原子屈折が高い原子であることが好ましい。このため、一般式(A−2)中の環r1は、置換基を有さない、もしくは、置換基がクロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基であることが好ましい。
一般式(A−2)におけるLは単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、かつ分子量が500以下、好ましくは100以下である2価の連結基を示す。Lは、具体的には、−S−、−O−、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン、チオメチレン、チオエチレン、チオプロピレン、チオブチレン、カルボニレン等でありうる。一般式(A−2)において、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(A−2)におけるXは単結合、−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、下記一般式(1−2)で表される基、または2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基のいずれかを示す。
一般式(A−2)におけるXが、2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基である場合、2つの環r2及びXは、例えば下記の一般式(2−1)〜(2−3)で表される構造を形成する。
上記一般式(2−1)におけるR11、及びR12はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を示す。各R11、及びR12は、水素原子、メチル基およびフェニル基であることが好ましい。また、4つのR11は同じであってもよく、また異なっていてもよい。同様に、4つのR12は同一であってもよく、また異なっていてもよい。
上記一般式(2−1)におけるR10は、一般式(A−2)の環r2に結合する置換基と同様であり、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、又はハロゲン基を示す。上記一般式(2−1)におけるm11はそれぞれ独立に0〜3の整数を示し、好ましくは、0〜2であり、より好ましくは0である。
上記一般式(2−2)におけるR21はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を示す。各R21は、水素原子、メチル基およびフェニル基であることが好ましい。また、4つのR21は同じであってもよく、また異なっていてもよい。
一般式(2−2)におけるBは、−O−または−S−を表す。Bは好ましくは−S−である。
上記一般式(2−2)におけるR20は、一般式(A−2)の環r2に結合する置換基と同様であり、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、又はハロゲン基を示す。上記一般式(2−2)におけるm21はそれぞれ独立に0〜3の整数を示し、好ましくは、0〜2であり、より好ましくは0である。
上記一般式(2−3)におけるR31は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を示す。各R31は、水素原子、メチル基およびフェニル基であることがより好ましい。また、4つのR31は同じであってもよく、また異なっていてもよい。
一般式(2−3)におけるBは、−O−または−S−を示す。Bは好ましくは−S−である。
上記一般式(2−3)におけるR30は、一般式(A−2)の環r2に結合する置換基と同様であり、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、又はハロゲン基を示す。上記一般式(2−3)におけるm31はそれぞれ独立に0〜3の整数を示し、好ましくは、0〜2であり、より好ましくは0である。
一般式(A−3)における環r3および環r4はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい芳香環を示す。環r4は、芳香族炭化水素環であってもよく、芳香族へテロ環であってもよい。環r4の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、シクロヘキサン環、シクロペンタン環、ピリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、インダン環、クロマン環、インドール環、α-ピロン環等が含まれる。環r4は、好ましくはベンゼン環である。2つの環r4はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよい。
一般式(A−3)における環r3は、芳香族炭化水素環であってもよく、芳香族へテロ環であってもよい。芳香環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、フラン環およびチオフェン環が含まれる。
一般式(A−3)における環r3またはr4に結合する置換基は、メチル基、エチル基、又はハロゲン基でありうる。ただし、屈折率の高い樹脂を得るためには、一般式(A−2)中の環r1に結合する基が、嵩の低い(小さい)基、もしくは原子屈折が高い原子であることが好ましい。このため、一般式(A−2)中の環r1は、置換基を有さない、もしくは、置換基がクロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基であることが好ましい。
一般式(A−3)におけるXは、3価または4価の炭素を示す。Xが4価の炭素である場合に、Xに結合する置換基は、メチル基、フェニル基であり得る。
一般式(A−3)におけるLは単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下、好ましくは100以下である2価の連結基を示す。Lは、具体的には、−S−、−O−、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン、チオメチレン、チオエチレン、チオプロピレン、チオブチレン、カルボニレン等でありうる。一般式(A−3)において、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(1)におけるZは、下記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す。
一般式(2)におけるAは、−CH=又は−N=を示し、芳香族環上における結合手の位置は、Aを基準として2位及び6位、または2位及び5位であり、芳香族環上のその他の位置(結合手が結合しない位置)にはメチル基、エチル基、又はハロゲン原子が結合していてもよい。
一般式(3)におけるAは、−CH−、−O−、−S−、又は−N(R)−(Rは水素原子、メチル基、又はエチル基を示す)を示す。なかでも、一般式(3)中のAは−CH−であることが好ましい。樹脂の色相が良好となるためである。「樹脂の色相が良好になる」とは、透明性が高くなる傾向にあることを意味する。
一般式(4)におけるRは、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子、メチルチオ基、又はエチルチオ基を示す。なかでも、一般式(4)中のRは、水素原子、ハロゲン原子、又はメチルチオ基であることが好ましい。
一般式(5)におけるAは、−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)−、−C(=O)NH−、又は−O−C2p−O−(pは2〜12のいずれかの整数を示す)を示す。一般式(5)におけるAが−O−又は−S−であると、樹脂の屈折率が高まるために好ましい。
式「−O−C2p−O−」中の「p」は、2〜18のいずれかの整数であることが好ましく、2〜6のいずれかの整数であることが更に好ましい。
一般式(6)におけるlは、1〜8のいずれかの整数を示し、1〜3であることが更に好ましい。一般式(6)中の「−C2l+1」には、2−エチルヘキシル基等の分岐状炭化水素基も含まれる。
一般式(1)におけるZが飽和炭化水素基である場合の炭素数は1〜12であり、好ましくは1〜5である。飽和炭化水素基の具体例には、メチレン基、エチレン基などがある。
一般式(1)で表される繰り返し単位は、下記一般式(1’)で表される繰り返し単位、もしくは下記一般式(1”)で表される繰り返し単位であることが好ましい。一般式(1’)で表される繰り返し単位、及び一般式(1”)で表される繰り返し単位においても、一つの繰り返し単位に、幾何異性がE体であるアシルヒドラゾン結合と、幾何異性がZ体であるアシルヒドラゾン結合とを含んでいてもよい。
一般式(1’)中、Xは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、上記一般式(1−1)、または上記一般式(1−2)のいずれかの構造を示す。Yは、それぞれ独立に−O−、−CH−、又は−S−を示し、mは0〜10のいずれかの整数を示す。m1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示し、R及びRは、それぞれ独立にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、アリール基、又はハロゲン基を示し、Zは上記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、又は炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜5の飽和炭化水素基を示す。
一般式(1’)中、Xは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、又は−C(=O)−を示す。一般式(1’)中のXが比較的嵩の小さい基であると樹脂の密度が高まりやすく、屈折率が向上する傾向にある。このため、一般式(1’)中のXは、−CH−、−S−、又は−C(CH−であることが好ましく、−S−であることが更に好ましい。
一般式(1’)中、Yは、それぞれ独立に−O−、−CH−、又は−S−を示す。なかでも、Yはいずれも−O−または−S−であることが、樹脂の屈折率がより高まるために好ましい。一般式(1’)におけるYが−O−または−S−であると、樹脂の電子密度が大きくなるためである。
一般式(1’)中のmは0〜10のいずれかの整数を示す。樹脂の屈折率をより高めるためには、mは0〜10のいずれかの整数であることが好ましく、1〜4のいずれかの整数であることが更に好ましい。また、一般式(1’)中のm1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示す。屈折率の高い樹脂を得るためには、一般式(1’)におけるベンゼン環上に多くの置換基を導入しないことが、樹脂密度が高まって屈折率が向上するために好ましい。このため、一般式(1’)中のm1及びnは、それぞれ独立に0〜2のいずれかの整数であることが好ましく、0又は1であることが更に好ましく、0であることが特に好ましい。
一般式(1’)中のR及びRは、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、又はハロゲン基を示す。ただし、屈折率の高い樹脂を得るためには、一般式(1’)中のベンゼン環上に導入される基は、嵩の低い(小さい)基であることが好ましい。このため、一般式(1’)中のR及びRは水素原子であることが好ましい。
一般式(1’)中のZは、上記一般式(1)においてZで表される基;すなわち上記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、又は炭素数1〜5の炭化水素基を示し、中でも上記一般式(2)又は(3)で表される基であることが、樹脂の屈折率が向上するために好ましい。一方、一般式(1’)中のZが「炭素数1〜5の炭化水素基」の場合には、樹脂の柔軟性及び成形加工性が良好となるために好ましい。特に、一般式(1’)中のZが一般式(2)又は(3)で表される基である場合には、一般式(1’)中のX及びYがいずれも−S−であることが、樹脂の屈折率が顕著に高まるために好ましい。
一般式(1”)中、R’及びR’は、上記一般式(1)においてR及びRで表される基;すなわち、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示す。R’及びR’は、中でもアシルヒドラゾン結合と相互作用する官能基が好ましく、特に水素基が好ましい。R’及びR’が水素基であると、樹脂の密度が高くなり、樹脂の屈折率が大きくなる。
一般式(1”)中のZは、上記一般式(1)においてZで表される基;すなわち上記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、又は炭素数1〜5の炭化水素基を示し、中でも上記一般式(2)又は(3)で表される基であることが、樹脂の屈折率が向上するために好ましい。一方、一般式(1”)中のZが「炭素数1〜5の炭化水素基」の場合には、樹脂の柔軟性及び成形加工性が良好となるために好ましい。
一般式(1”)中のL’は、上記一般式(1)のXが一般式(A−2)である場合の、Lと同様でありうる。すなわち−S−、−O−、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、オキシメチレン、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン、チオメチレン、チオエチレン、チオプロピレン、チオブチレン、カルボニレン等でありうる。一般式(1”)において、2つのL’はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
本発明の樹脂に含まれる、一般式(1)で表される繰り返し単位以外の繰り返し単位の例には、末端にアルデヒド基、ヒドラジン基、アミン基、カルボン酸基、イソシアネート基、酸無水物基等を有する、もしくは上記官能基を末端に結合させた、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリイミド類、ポリウレタン類、ポリカーボネート類、ポリオレフィン類、アクリル類のモノマーもしくはオリゴマー由来の繰り返し単位が挙げられる。
本発明の樹脂の25℃、波長589nmにおける屈折率(n 25)は、通常1.65〜1.80、更に好ましくは1.70以上である。このように、本発明の樹脂の屈折率は、ポリカーボネートをはじめとする従来の高屈折率用途の樹脂の屈折率に比して高い。このため、本発明の樹脂は、高い屈折率を有することが要求される光学デバイス等の構成材料に好適である。樹脂の屈折率(n 25)は、アッベ屈折率計を使用し、JIS K−7142 A法(アッベ屈折計を用いる方法)に準拠して測定される。
なお、屈折率と密度は、ある程度の相関性を有する。このため、高い屈折率を有する本発明の樹脂は、その密度もある程度高い。具体的には、本発明の樹脂の密度は、通常1.30〜1.80g/cm、好ましくは1.40〜1.80g/cm、さらに好ましくは1.50〜1.80g/cmである。
本発明の樹脂は高い透明性を有する。具体的には、本発明の樹脂の可視光線に対する全光線透過率は、通常80〜90%、好ましくは85〜90%である。このため、本発明の樹脂は、高い透明性を有することが要求される光学デバイス等の構成材料として好適である。樹脂の可視光線に対する全光線透過率は、JIS K7105に準拠して測定される。具体的には、ヘーズメーターを使用し、可視光波長(380〜780nm)における全光線透過率が測定される。
2.樹脂の製造方法について
前述のように、本発明の樹脂は、その繰り返し単位中にアシルヒドラゾン結合を有することが重要な特徴の一つである。このようなアシルヒドラゾン結合を有する本発明の樹脂を製造する方法としては、例えば、(i)ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物とを重縮合させて、アシルヒドラゾン結合を形成しながら重合する方法、(ii)アシルヒドラゾン結合を予め含むモノマーを重合する方法等を挙げることができる。以下、(i)ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物とを重縮合させて、アシルヒドラゾン結合を形成しながら重合する方法を例に挙げて、本発明の樹脂の製造方法を説明する。なお、本発明の樹脂の製造方法は、以下に示す方法に限定されるものではない。
一般式(1’)で表される繰り返し単位を含む樹脂の製造スキームの一例を以下に示す。なお、下記一般式(A)及び(C)〜(E)中のX、Y、Z、R、R、m、n、及びm1は、一般式(1’)中のX、Y、Z、R、R、m、n、及びm1と同義である。また、下記一般式(B)中のHalはハロゲン原子を示し、下記一般式(B)及び(C)中のRは低級アルキル基(メチル基、エチル基等)を示す。
先ず、一般式(A)で表されるジフェノール(又はジチオフェノール)化合物と、一般式(B)で表されるハロゲン化酢酸エステルとを反応させて、一般式(C)で表されるジエステル化合物(又はジチオエステル化合物)を得る。なお、上記の反応は常法に従い、例えば塩基性条件下で行えばよい。次いで、得られた一般式(C)で表されるジエステル化合物(又はジチオエステル化合物)と、ヒドラジン一水和物とを反応させて一般式(D)で表されるジヒドラジド化合物を得る。
その後、得られた一般式(D)で表されるジヒドラジド化合物と、一般式(E)で表されるジアルデヒド化合物とを、必要に応じて添加される酸触媒等の存在下で重縮合させることにより、一般式(1’)で表される本発明の樹脂を得ることができる。ジアルデヒド化合物(一般式(E))と、ジヒドラジド化合物(一般式(D))との使用モル比を調整することにより、得られる樹脂の数平均分子量(Mn)を調整することができる。例えば、ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物とのモル比を、「ジアルデヒド化合物」/「ジヒドラジド化合物」=0.75〜1.25とすることで、得られる樹脂の数平均分子量(Mn)を500〜50万の範囲にすることができる。
ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物との重縮合については、例えば、特開2007−269819号公報に記載されている。また、本発明の樹脂を製造中間体となり得る下記式(8)、(14)及び(18)で表されるジヒドラジド化合物は、特開平4−117354号公報(下記式(8));Indian Journal of Chemistry, Section B: Organic Chemistry including Medicinal Chemistry(1990), 29B, 793-796、Journal of Indian Chemical Society(1989), 66, 113-115、及びJournal of Indian Chemical Society(1988), 65, 782-783(下記式(14));Journal of Applied Polymer Science(1985), 30 3283-3296、及びJournal of Applied Polymer Science(1977), 21 1469-1477(下記式(18))に開示されている。
3.光学材料及び光学デバイスについて
前述の通り、本発明の樹脂は、高屈折率であるとともに透明性が高いため、光学デバイスを構成する部材の材料(光学材料)に好適である。光学材料は、例えば、樹脂のみで構成されてもよく、樹脂を含む樹脂組成物で構成されてもよい。つまり、光学材料には、前述の樹脂以外の成分として、必要に応じて慣用の添加剤が含有される。添加剤の例には、充填剤、イオン性化合物、可塑剤、軟化剤、着色剤、分散剤、離型剤、安定化剤、帯電防止剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、結晶核成長剤等が含まれる。これらの添加剤は、一種単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
充填剤の具体例としては、シリカ、タルク、TiO、ZnO、CdO、PbO、Sb等の酸化物微粒子;金属硫化物、金属セレン化物、金属テルル化物等の無機粒子;チタン、ジルコニウム等の金属粒子;ガラス繊維、炭素繊維等の繊維状充填剤等を挙げることができる。金属硫化物の具体例としてはCdS、ZnS、PdS、HgS等を挙げることができ;金属セレン化物の具体例としてはCdSe、ZnSe、HgSe、SbSe等を挙げることができ;金属テルル化物の具体例としてはCdTe等を挙げることができる。イオン性化合物とは、金属イオンを発生させる化合物などである。
安定化剤の具体例としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等の酸化防止剤;紫外線吸収剤;熱安定化剤等を挙げることができる。
離型剤としては、離型効果が得られ、かつ樹脂の透明性等の物性を損なわないものを使用可能である。本願で用い得る離型剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、イオン型界面活性剤及び非イオン型界面活性剤に大別され、イオン型界面活性剤は、さらにアニオン型界面活性剤及びカチオン型界面活性剤に分類される。本発明では、これらの中でもアニオン型界面活性剤が特に好ましく、硫酸エステル系、スルホン酸エステル系、リン酸エステル系の界面活性剤を離型剤として用い得る。またこの中でも、リン酸エステル系界面活性剤が好ましく、特に酸性リン酸エステル系アニオン界面活性剤が好ましい。これら離型剤は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
光学材料へ上記離型剤を配合する場合の離型剤の添加量は、樹脂100質量部に対して、通常0.01〜0.2質量部、好ましくは0.01〜0.1質量部、更に好ましくは0.03〜0.1質量部である。当該範囲であれば、樹脂の透明性を損なうことなく、離型性を十分なものとし得る。
光学材料に含有される離型剤以外の添加剤の量は、製造しようとする光学デバイスの種類・用途等に応じて適宜設定されるが、樹脂100質量部に対して、通常0.01〜100質量部、好ましくは0.1〜50質量部、更に好ましくは0.5〜30質量部程度である。
なお、光学材料には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、本発明の樹脂以外の「その他の樹脂」を含有させてもよい。「その他の樹脂」としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、ポリアミド、ポリアリールスルホン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアリールスルフィド等の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらの「その他の樹脂」は、一種単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
光学材料に含有される「その他の樹脂」の量は、製造しようとする光学デバイスの種類・用途等に応じて適宜設定されるが、樹脂100質量部に対して、通常0.01〜50質量部、好ましくは0.05〜15質量部、更に好ましくは0.1〜10質量部程度である。
光学デバイス用の部材は、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形、カレンダー成形、プレス成形、真空成形等の慣用の成形方法により、前述の樹脂又はこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)を成形することにより製造することができる。このようにして得られる光学デバイス用部材の具体例としては、有機EL光取出し層、光導波路、光ファイバー、反射防止膜、光学レンズ、プリズム等を挙げることができる。
また光学デバイスには、例えば、押出成形した本発明の樹脂又はこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)からなるフィルムやシートの片面もしくは両面に、光の拡散、反射、集光を目的とした微細構造を形成したものが含まれてもよい。この微細構造は、フィルム及びシートに、凸状または凹状の同一パターンが、連続的に形成されたものであってもよく、凸状または凹状の複数の異なるパターンユニットが、繰返し形成されたものであってもよい。凸状または凹状のパターン形状は特に制限がない。例えば柱状、錐状、半球状等に凸部が形成された構造であってもよく、また半球状、円錐状、ピラミッド状に凹部が形成された構造であってもよい。各パターン間のピッチは任意に選択し得るが、通常、100nm〜1mmの範囲にあることが好ましい。また凹凸高さも任意に選択し得るが、通常100nm〜1mmの範囲にあることが好ましい。
本発明の樹脂、またはこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)からなるフィルム、またはシートの表面に、前記微細構造を形成する方法としては、特に制限がなく、公知の各種方法により行うことができる。例えば、押出成形機から押し出された上記樹脂からなるシートを、所望の反転パターンが形成された転写ロールとニップロールとで挟圧し、当該シートに所望のパターンを転写することで、前述の微細構造を形成し得る。この方法では、押出機の樹脂の押出速度と、転写ロールの回転速度とを同等速度とすることで、連続的にシートに微細構造を形成し得る。
また、本発明の樹脂、またはこの樹脂を含有する樹脂組成物からなる、枚葉のフィルムまたはシートを、所望の反転パターンが形成された転写スタンパーと積層し、熱転写プレス成形して前述の微細構造を形成してもよい。熱転写プレス成形時の転写温度、圧力等の条件は、樹脂の熱的性質に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂のガラス転移温度から10〜100℃高い温度、好ましくは20〜40℃高い温度に加熱し、樹脂の弾性率が0.1〜50MPa程度になった状態で、1〜10MPaの圧力、好ましくは2〜10MPaで転写成形することができる。
上記微細構造を形成したフィルム、またはシートは、光学デバイスの光拡散フィルム、偏光反射フィルム、輝度向上フィルム等として、使用し得る。
また、本発明の樹脂、またはこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)は、ITO膜等の金属膜との密着性にも優れる。したがって、本発明の樹脂や光学材料は、各種光学デバイス用の配線基板等としても用い得る。
本発明の樹脂、またはこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)に離型剤を添加しない場合、これらからなるフィルムやシートは、各種基板との密着性、特に金属板及び樹脂製基板との密着性に優れる。したがって、当該フィルムやシートは、高屈折率性の接着材料、ラミネート材料等の用途に好適に用い得る。
一方、本発明の樹脂、またはこの樹脂を含有する光学材料(樹脂組成物)に離型剤を添加することで、これらからなるフィルムやシートと、各種基板との剥離製が良好等なる。したがって、当該フィルムやシートは、保護フィルム、剥離フィルム等の用途に好適に用い得る。
また、本発明の樹脂は有機ELデバイスのシール部材用としてもよい。有機ELデバイスの構造はトップエミッション型でもボトムエミッション型でもよい。以下に、トップエミッション構造の有機ELデバイスに本発明の樹脂をシール部材として用いた場合について、説明する。トップエミッション構造を有する有機ELデバイスの構造は、有機EL素子及び透明電極が配置された表示基板と、表示基板と対になる対向基板と、表示基板と対向基板との間に介在し、前記有機EL素子を面封止するシール部材とを有する構造;すなわち、基板、有機EL素子、透明電極層、シール部材、対向基板とがこの順に積層された構造でありうる。本発明の樹脂は、その硬化物の屈折率が高く、かつ光の透過率が高い。したがって、本発明の樹脂を上記シール部材の材料とすると、有機ELデバイスの光取り出し効率が高まる。また、本発明の樹脂は、透明電極層(ITO等)の屈折率と近い屈折率を有する。つまり、透明電極層とシール部材との界面における光の反射を抑制できるため、有機ELデバイスからの光取り出し効率が非常に良好となる。
さらに、本発明の樹脂は、発光素子と、この発光素子から発せられる光束の指向性を制御するための部材とを含む光学デバイスの光束制御部材用材料でありうる。例えばLEDチップからの光は、指向性が高い。そこで、LEDチップを光源とする光デバイスでは、LEDチップの周囲に、光を所望の方向に拡散、もしくは光束を屈折させるための光束制御部材を配設することがある。光束制御部材は、表面に凹凸を有するレンズ状の部材等でありうる。このような光束制御部材は、一般的に、エポキシ樹脂を金型成形して製造される。
しかし、エポキシ樹脂は、硬化性樹脂なので、所望の形状に成形し難いという問題がある。これに対し、本発明の樹脂は、熱可塑性樹脂なので成形しやすい。また、硬化物の屈折率及び光の透過率が高く、さらにその成形加工性も良好である。したがって、本発明の樹脂を光束制御部材の材料とすれば、光透過率が高く、かつ所望の形状に、光束制御部材を成形し得る。
本発明の樹脂は、凸レンズや凹レンズ等のレンズ用の材料でもありうる。本発明の樹脂は、屈折率が高くさらに透過率が高い。また比較的ガラス転位温度(Tg)が高く、線膨張係数や屈折率の温度依存性が低く、精密な光学情報の処理が必要な用途に対し好適に用いることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各種物性値の測定方法を以下に示す。
H−NMR及び13C−NMR]
被検物質を重水素化されたジメチルスルホキシド(DMSO)又は重クロロホルムに溶解し、分解能270MHzの測定装置を使用して被検物質のH−NMR及び13C−NMRを測定した。測定は、日本電子社製EX−270で行った。また、測定時、被検物質にテトラメチルシラン(0.03%程度)を添加し、これを標準物質とした。
[CHN元素分析]
パーキンエルマー社製の有機微量元素分析装置(商品名「2400II 全自動元素分析装置」)を使用し、被検物質のCHN元素分析を行った。
[質量分析]
日本電子社製のガスクロマトグラフ飛行時間質量分析計(商品名「JMS−T100GC“AccuTOF GC”」)を使用し、被検物質(低分子化合物)の質量分析(FD−MS)を行った。
[GPC]
ゲル パーミエーション クロマトグラフィー(GPC)法により、被検物質(樹脂)の数平均分子量(Mn)を測定した。なお、カラムには昭和電工社製の商品名「Shodex」シリーズを使用し、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を算出した。分析条件は以下の通りとした。
カラム温度: 40℃
展開溶媒: DMF(ジメチルホルムアミド) (LiBrを10mMの濃度で添加)
測定流量:0.6ml/分
[ガラス転移温度]
JIS K7121に従い、パーキンエルマー社製の示差走査熱量測定装置(商品名「DSC−1」)を使用し、昇温速度10℃/分の条件で測定を行って樹脂の融解曲線を作成した。作成した融解曲線から、樹脂のガラス転移温度(Tg)を求めた。
[1%重量減少温度及び5%重量減少温度]
島津製作所社製のTG/DTA同時測定装置(商品名「DTG−60」)を使用し、樹脂の1%重量減少温度(Tdec1wt(℃))と5%重量減少温度(Tdec5wt(℃))を測定した。
[全光線透過率]
JIS K7105に準拠し、ヘーズメーターTCHIIIDPK(東京DENSHOKU社製)を使用して、可視光線(波長380〜780nm)に対する樹脂の全光線透過率(%)を測定した。測定サンプルの厚みは、100μmとした。
[弾性率]
ティー・エイ・インスツルメント社製の動的粘弾性測定装置(商品名「RSA−III」)を使用し、昇温速度3℃/分の条件で樹脂の弾性率(%)を測定した。
[引張強度及び引張伸び]
作成されたフィルムを30×10[mm]辺に切り取り、引張強度試験機(Instron社製 Instron 1123)を利用し、引張強度および引張伸び25℃にて測定を行った。
[屈折率]
JIS K−7142 A法(アッベ屈折計を用いる方法)に準拠し、アタゴ社製のアッベ屈折計(商品名「DR−M4/1550」)を使用して、25℃、波長589nmにおける樹脂の屈折率(n 25)を測定した。
(合成例1)
4,4’−チオビスベンゼンチオール100.0g、メチルブロモアセテート123.4g、及びジメチルホルムアミド(DMF)500mlを混合した。20℃以下に保持しながら炭酸カリウム220.8gを加えて得られた懸濁液を、室温で3時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(7)で表される化合物(黄色透明液体)155.0gを得た。得られた化合物155.0gを、メタノール500mlと塩化メチレン500mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物199.9gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(8)で表される化合物140gを得た。NMR、質量分析、及びCHN元素分析の結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.25 (br, 2H), 7.34 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 7.23 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 4.29 (br, 4H), 3.60 (s, 4H)
13C−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 167.03, 135.93, 131.91, 131.20, 128.70, 34.41
FD−MS:m/z: 388.3 [M]+
HR−MS(FD):m/z calcd for C22H36N4O2[M]+, 394.0592, found 394.0616
elemental analysis:calcd (%) for C16H18N4O2S3, C, 48.71, H, 4.60, N, 14.20, found C, 48.93, H, 4.53, N, 14.21.
(合成例2)
4,4’−チオジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート21.0g、炭酸カリウム38.0g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(9)で表される化合物(白色固体)10.0gを得た。得られた化合物4gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(10)で表される化合物3.2gを得た。H−NMRの結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.32 (br, 2H), 7.24 (d, 3J = 8.6 Hz, 4H), 6.92 (d, 3J = 8.6 Hz, 4H), 4.42 (s, 4H), 4.29 (br, 4H).
(合成例3)
4,4’−メチレンジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート22.9g、炭酸カリウム41.5g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(11)で表される化合物(白色固体)9.2gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物7.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(12)で表される化合物4.7gを得た。NMRの結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.27 (br, 2H), 7.11 (d, 3J = 8.1 Hz, 4H), 6.87 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 4.42 (s, 4H), 4.30 (br, 4H), 3.79 (s, 2H).
(合成例4)
4,4’−スルフォニルジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート18.3g、炭酸カリウム33.1g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(13)で表される化合物(茶色固体)8.4gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物6.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(14)で表される化合物3.7gを得た。H−NMRの結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.22 (br, 2H), 8.06 (d, 3J = 8.2 Hz, 4H), 7.10 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 4.42 (s, 4H), 4.30 (br, 4H).
(合成例5)
4,4’−オキシジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート22.7g、炭酸カリウム41.0g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(15)で表される化合物(茶色固体)7.4gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物7.2gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(16)で表される化合物4.5gを得た。NMRの結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.26 (br, 2H), 7.31 (d, 3J = 8.6 Hz, 4H), 6.94 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 4.48 (s, 4H), 4.25 (br, 4H).
(合成例6)
4,4’−イソプロピリデンジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート20.1g、炭酸カリウム36.3g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液し、酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(17)で表される化合物(透明液体)12.3gを得た。得られた化合物6gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物8.1gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(18)で表される化合物7.9gを得た。NMRの結果を以下に示す。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 9.34 (br, 2H), 7.16 (d, 3J = 8.6 Hz, 4H), 6.88 (d, 3J = 8.4 Hz, 4H), 4.48 (s, 4H), 4.26 (br, 4H), 1.86 (s, 6H).
(合成例7)
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン10.0g、メチルブロモアセテート8.8g、及びジメチルホルムアミド(DMF)50mlを混合した。20℃以下に保持しながら炭酸カリウム16.0gを加えて得られた懸濁液を、室温で3時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(29)で表される化合物(白色固体)13.8gを得た。得られた化合物10.0gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.06gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(30)で表される化合物9.2gを得た。
(合成例8)
2,3−ジヒドロキシナフタレン10.0g、メチルブロモアセテート19.3g、炭酸カリウム34.9g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(31)で表される化合物(白色固体)18.7gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物8.2gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(32)で表される化合物8.9gを得た。
(合成例9)
1,1’−ビ−2−ナフトール10.0g、メチルブロモアセテート10.8g、炭酸カリウム19.5g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(33)で表される化合物(白色固体)14.8gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.8gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(34)で表される化合物9.0gを得た。
(合成例10)
6,6'-ジヒドロキシ-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン10.0g、メチルブロモアセテート10.0g、炭酸カリウム18.1g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(35)で表される化合物(白色固体)14.4gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.5gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(36)で表される化合物9.2gを得た。
(合成例11)
4,4’−(α−メチルベンジリデン)ビスフェノール10.0g、メチルブロモアセテート10.6g、炭酸カリウム19.3g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(37)で表される化合物(白色固体)14.7gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.8gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(38)で表される化合物8.8gを得た。
(合成例12)
t−ブチルヒドロキノン(Aldrich社)5.0g、メチルブロモアセテート(Aldrich社)13.8g、炭酸カリウム20.9g、及びアセトン100mlを混合し、この懸濁液を12時間還流させた。冷却後、塩を濾過し、減圧下でアセトンを減圧留去した。得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(44)で表される化合物(白色固体)9.0gを得た。
この化合物5.0gをメタノール30mlに溶解し、ヒドラジン一水和物4.0gを加えた。滴下後、12時間攪拌し、水40mlを加え、冷蔵庫(4℃)で3日間保存した。生成した固体を濾過し、下記化学式(45)で表される化合物3.2gを得た。
(合成例13)
3−ヒドロキシベンズアルデヒド(Aldrich社)5.0g、ビス[2−(2−クロロエトキシ)エチル]エーテル(Fulka社)5.0g、炭酸カリウム15.0、及びヨウ化カリウム0.1gを、ジメチルホルムアミド50ml中に懸濁させ、90℃で30時間反応させた。冷却後、塩を濾過し、減圧下でジメチルホルムアミドを減圧留去した。得られた残渣を酢酸エチルと水で分液し、さらに5質量%炭酸水素カリウム水溶液で洗浄し、酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、褐色透明オイルを得た。この液をカラムクロマトグラフィー(固定相にシリカ、移動相にジクロロメタンと酢酸エチルの体積比で3:1の混合液)により精製し、下記化学式(46)で示される無色透明なオイル状の化合物5.1gを得た。
(実施例1)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。テフロン(登録商標)製のシャーレに溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は246.32であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.60 (br, 2H), 8.21,8.00 (br, 2H), 7.88(t, 3J = 8.0 Hz, 1H), 7.69 (br, 1H), 7.45 (br, 1H), 7.35 (br, 4H), 7.18 (br, 4H), 4.13, 3.79 (br, 4H).
(実施例2)
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例2で得た化学式(10)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(20)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は230.25であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.59 (br, 2H), 8.24,8.05 (br, 2H), 7.80(br, 1H), 7.69 (br, 2H), 7.45 (br, 1H), 7.12 (br, 4H), 6.82 (br, 4H), 4.95, 4.61 (br, 4H).
(実施例3)
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例3で得た化学式(12)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(21)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は221.24であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.55(br, 2H), 8.19, 7.99 (br, 2H), 7.84(br, 1H), 7.69 (br, 2H), 7.42 (br, 1H), 7.12 (br, 4H), 7.13 (br, 4H), 4.98, 4.61 (br, 4H), 3.85(br, 2H).
(実施例4)
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(22)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は235.26であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.60 (br, 2H), 8.32,8.01 (br, 2H), 7.70(br, 2H), 7.46 (br, 1H), 7.08 (br, 4H), 6.89 (br, 2H), 6.79 (br, 2H), 5.07, 4.60(br, 4H), 1.53 (s, 6H).
(比較例1〜2)
比較例として、代表的な熱可塑性樹脂であるPCポリカーボネート(アルドリッチ社製 品番:25037−45−0)(比較例1)、及びポリエーテルナフタレン(帝人デュポン社製、テオネックス)(比較例2)を使用した。
熱プレスにより、厚さ50μm、幅10mmのシートを作成し、得られたシートの屈折率及び光線透過率を測定した。
表1に示すように、実施例1〜4で得られたフィルムは、比較例1〜2の代表的な熱可塑性樹脂と比較しても、いずれも高い屈折率を有することが明らかである。特に、一般式(1’)中のXとYのいずれもが「S(硫黄)」である場合(実施例1)は、屈折率が顕著に高いことが分かる。
(実施例5)
イソフタルアルデヒドに代えて、2,6−ピリジンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(23)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(n 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は246.81であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.82 (br, 2H), 8.21, 7.92 (br, 2H), 8.06-7.65(m, 3H), 7.34 (br, 4H), 7.13 (br, 4H), 4.11, 3.89 (br, 4H).
(実施例6)
イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−ジフォルミルフランを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(24)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(n 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は241.3であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.67 (br, 2H), 8.06, 7.84 (br, 2H), 7.33(m, 4H), 7.17(br, 4H), 6.97(br 2H), 4.06, 3.76 (br, 4H).
(実施例7)
イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−チオフェンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(25)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(n 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は249.33であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.67 (br, 2H), 8.34, 8.08 (br, 2H), 7.43-7.30(m, 6H), 7.19(br, 4H), 4.03, 3.75 (br, 4H).
(実施例8)
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,6−ピリジンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(26)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は235.76であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.82 (br, 2H), 8.21, 7.92 (br, 2H), 8.06-7.65(m, 3H), 7.34 (br, 4H), 7.13 (br, 4H), 4.11, 3.89 (br, 4H) 1.53 (s, 6H).
(実施例9)
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−ジフォルミルフランを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(27)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は230.24であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm =11.60 (br, 2H), 8.24, 7.92(br, 2H), 7.10 (br, 4H), 6.96-6.85 (m, 6H), 5.02, 4.60(br, 4H), 1.54(s, 6H).
(実施例10)
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−チオフェンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(28)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は238.28であった。
H−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 11.59(br, 2H), 8.52, 8.12 (br, 2H), 7.38 (s, 2H), 7.10 (br, 4H), 6.87 (br, 4H), 4.99, 4.59(br, 4H), 1.55 (s, 6H).
表2及び3に示すように、実施例5〜10で得られたフィルムは、いずれも高い屈折率を有することが明らかである。なお、一般式(1’)中のXが、嵩の小さい基である場合(実施例1及び5〜7)には、嵩高い基である場合(実施例4及び8〜10)に比して、より屈折率が高いことが分かる。また、一般式(1’)中のXとYのいずれもが「S(硫黄)」である場合(実施例1及び5〜7)には、一般式(1’)中の「Z」を変えることで、屈折率が向上することが明らかである。
(実施例11)
合成例7で得た化学式(30)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド4006.8mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(39)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は296.32であった。
(実施例12)
合成例8で得た化学式(32)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド661.2mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(40)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は201.2であった。
(実施例13)
合成例9で得た化学式(34)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド467.4mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(41)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は264.28であった。
(実施例14)
合成例10で得た化学式(36)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド444.6mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(42)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は275.33であった。
(実施例15)
合成例11で得た化学式(38)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド444.6mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(43)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は266.3であった。
(比較例3)
代表的な熱可塑性樹脂であるポリフェニルスルホン(アルドリッチ社製、品番:428310)を使用した。熱プレスにより、厚さ50μm、幅10mmのシートを作成し、得られたシートの屈折率及び光線透過率を測定した。
表4に示すように、繰り返し単位中に、アシルヒドラゾン結合を含み、かつ数平均分子量が500〜50万、かつアシルヒドラゾン結合当量が100〜4000である樹脂(実施例11〜15)は、いずれも高い屈折率を有していた。また、その全光線透過率も、従来のフィルム(比較例1〜3)と同等であった。
(実施例16)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド507.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応後の溶液をアプリケーターでガラス板状に塗工し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例17)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを1.81mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):40%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。生成する樹脂の末端のモル量は、樹脂の数平均分子量から算出した。なお、本実施例では、原料であるジアルデヒド化合物のモル数より、ジヒドラジド化合物のモル数が多いため、樹脂の末端は、ほぼアシルヒドラジン末端となっている。
(実施例18)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを3.63mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):80%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例19)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを4.54mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例20)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを5.44mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):120%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.1万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例21)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを6.35mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):140%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、5.8万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例22)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、4−クロロベンズアルデヒドを6.01mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例23)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、無水酢酸を4.36mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
(実施例24)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、無水コハク酸を4.28mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
樹脂のアシルヒドラジン末端を末端封止剤で封止した場合(実施例17〜24)、アシルヒドラジン末端を封止しなかった場合(実施例16)と比較して、波長400nmの光の透過率が良好になった。図4に、実施例16〜21の波長400nmの光線透過率と、ベンズアルデヒド(末端封止剤)の添加量との関係を示す。図4に示すように、ベンズアルデヒド(末端封止剤)の添加量が多くなると、波長400nmの光の透過率が高くなった。特に、樹脂の末端の総モル量に対する末端封止剤の添加モル量を100%としたときに、光の透過率が非常に高くなった。ただし、末端封止剤をさらに過剰に添加すると、透過率が低下した。これは、末端封止剤を過剰に添加したことでアルデヒド末端が現れ、樹脂の透明性が失われたためと推察される。
また、表5に示すように、末端封止剤がベンズアルデヒドである場合(実施例19)、4−クロルアルデヒドである場合(実施例22)、無水酢酸である場合(実施例23)、及び無水コハク酸である場合(実施例24)を比較すると、末端封止剤がベンズアルデヒドである場合に、波長400nmの光の透過率が高かった。ベンズアルデヒドを末端封止剤とした場合、末端に反応性の官能基が少ないためと推察される。
(実施例25)
化学式(8)で表される化合物を合成例12で得た化学式(45)で表される化合物とし、イソフタルアルデヒドを合成例13で得た化学式(46)で表される化合物としたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(47)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。
上記化学式(47)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.8万であった。また、アシルヒドラゾン結合当量は、338.38であった。このフィルムの屈折率n 25は、1.59であり、さらにガラス転位温度(Tg)は63℃であった。上記樹脂は、実施例1〜15の樹脂と比較すると、ガラス転位温度及び屈折率n 25が低かった。これは、一般式(1’)であらわされるZ基の分子鎖が長く、樹脂の密度が低いためと推察される。
(実施例26)
実施例1で作製したフィルム(膜厚20〜100μm)を、ナノインプリンター(明昌機工社製、NM−0501)を用いて、インプリント成型した。具体的には、上記フィルムを、185℃に加熱し、モールド(格子パターン;凹凸部の高低差:10μm、凸部形状:四角錐状、凸部の幅(四角錐の底辺の長さ):10μm、凹部の幅(四角錐同士の間隔):10μm)を、プレス圧力5MPaで60秒間押しつけた。
上記方法により、表面に微細構造を形成したフィルムを、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。図1(a)及び図1(b)に観察された画像を示す。図1(b)は図1(a)の一部拡大画像である。図1(a)及び図1(b)に示すように、高精度のパターンがフィルムに再現されていた。
(実施例27)
実施例26で使用したモールドを、モールド(ハニカム状パターン;凹凸部の高低差:10μm、凸部形状:六角柱状、六角形の一辺の長さ:50μm、凹部の幅(六角柱同士の間隔):10μm)とした以外は、実施例26と同様にフィルムに微細構造を形成した。
表面に微細構造を形成したフィルムを、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。図2(a)及び図2(b)に観察された画像を示す。図2(b)は図2(a)の一部拡大画像である。図2(a)及び図2(b)に示すように、高精度のパターンがフィルムに再現されていた。
(実施例28)
実施例1で作製したフィルムに、酸化インジウムスズ(ITO)からなるスパッタ薄膜を積層した。ITO薄膜の積層は、スパッタ薄膜形成装置(ULVAC社製;JSP−8000)を用いて行った。成膜後のITO膜の膜厚は、50〜100nmであった。
ITO膜積層前のフィルム(実施例1で作製したフィルム)、及びITO積層後のフィルムについて、前述の方法により全光線透過率の測定を行った。全光線透過率の測定結果を図3のグラフに示す。
一般に、フィルムとITO膜との密着性が低い場合には、ITO膜の積層状態が悪化し、ITO膜積層後の全光線透過率が大きく低下する。これに対し、図3のグラフを参照すると、ITO膜積層後のフィルムの全光線透過率は、ITO膜積層前のフィルムに対して、多少低下しているものの、大きく変化していない。したがって、本願の樹脂からなるフィルムは、ITO膜との密着性が良好である。
(実施例29)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応溶液をガラス板、SUS板、及びポリイミドフィルム(カプトンHタイプ;東レ・デュポン社製)上に塗布し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、180℃で12時間乾燥した。その結果、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。
[評価]
実施例29で作製した各積層体を、それぞれ水に24時間浸漬し、フィルムと各種基板との密着性を確認した。評価結果を以下に示す。密着性評価は、フィルムが剥離した場合を×、24時間浸漬後にもフィルムが剥離しなかった場合を○とした。結果を以下の表6に示す。
上記表6から、本願の樹脂からなるフィルムが、SUS板及びポリイミドフィルムとの密着性に優れることが示される。
(実施例30)
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応溶液に、離型剤(Zelec UN(登録商標);デュポン社製)を0.0002g添加し、溶液をガラス板、SUS板、及びポリイミドフィルム(カプトンHタイプ;東レ・デュポン社製)上に塗布し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、180℃で3時間乾燥した。その結果、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)及び離型剤を含むフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.01重量部である。
(実施例31)
離型剤量を、0.0006gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.03重量部である。
(実施例32)
離型剤量を、0.0019gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.1重量部である。
(実施例33)
離型剤量を、0.019gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.5重量部である。
熱圧着後の積層体について、それぞれフィルムと基板との剥離性を確認した。剥離性は、水に浸漬前にフィルムが剥離した場合を○、24時間水に浸漬後にフィルムが剥離した場合を△、24時間水に浸漬後も剥離しなかった場合を×とした。また、実施例29〜33で作製したフィルムの透明性についても確認した。透明性は、目視で確認し、透明性が高い場合を○、白濁が生じた場合を×とした。これらの評価結果を表7に示す。
表7の結果から、離型剤を配合しない実施例29ではフィルムと各種基板との剥離性が低かった。一方、離型剤を樹脂100質量部に対して0.01質量部以上配合することで、剥離性の向上が見られ、離型剤を樹脂100質量部に対して0.03質量部以上添加した場合には、水に浸漬前に各基板からフィルムを剥離可能であった。ただし、離型剤を樹脂100質量部に対して0.5質量部配合した場合には、フィルムが白濁し、透明性が低下した。
(実施例34)
アジピン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド1154.9mgをDMF(ジメチルホルムアミド)10ml中に装入した。この溶液に、トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃、5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(48)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.2万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、136.16であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
(実施例35)
アゼライン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド930.2mgをDMF10ml中に装入した。この溶液にトリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(49)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.6万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、157.2であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
(実施例36)
セバシン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド873.6mgをDMF10ml中に装入した。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに、懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(50)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、5.9万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、164.21であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
(実施例37)
ドデカン二酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド778.7mgをDMF10ml中に装入した。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(51)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.3万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、178.24であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
表8に示すように、繰り返し単位中に、アシルヒドラゾン結合を含み、かつ数平均分子量が500〜50万、アシルヒドラゾン結合当量が100〜4000であり、一般式(1)におけるXがアルキレン基である樹脂(実施例34〜37)は、いずれも高い屈折率を有していた。また、その全光線透過率も高かった。
本発明の樹脂は、屈折率及び透明性が高く、耐熱性及び成形加工性に優れているため、光学フィルム、光学レンズ、光ファイバー、及び光導波路等の光学デバイスを構成するための光学材料として好適である。

Claims (17)

  1. アシルヒドラゾン結合を含み、数平均分子量が500〜50万である樹脂であって、
    アシルヒドラゾン結合当量が100〜4000であり、
    アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、樹脂。
  2. 樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、請求項1に記載の樹脂。
  3. 下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む、請求項1に記載の樹脂。
    (前記一般式(1)中、
    はC、H、N、O、S、Si、F、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる原子を含み、分子量が80〜8000である2価の連結基であり、かつ2つのアシルヒドラゾン結合のカルボニル炭素を繋ぐ最短の分子鎖の原子数が2〜60である基を示し;
    及びRは、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示し;
    Zは、下記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
    (前記一般式(2)中、
    は−CH=又は−N=を示し、芳香族環上における結合手の位置は、Aを基準として2位及び6位、または2位及び5位であり、芳香族環上のその他の位置にはメチル基、エチル基、又はハロゲン原子が結合していてもよく;
    前記一般式(3)中、Aは−CH−、−O−、−S−、又は−N(R)−(Rは水素原子、メチル基、又はエチル基を示す)を示し;
    前記一般式(4)中、Rは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子、メチルチオ基、又はエチルチオ基を示し;
    前記一般式(5)中、Aは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)−、−C(=O)NH−、又は−O−C2p−O−(pは2〜18のいずれかの整数を示す)を示し;
    前記一般式(6)中、lは1〜8のいずれかの整数を示す)
  4. 前記一般式(1)中、Xが炭素数2〜30である、置換基を有してもよいアルキレン基である、請求項に記載の樹脂。
  5. 前記一般式(1)中のXが以下の一般式(A−1)〜(A−3)のいずれかで表される、請求項に記載の樹脂。
    (前記一般式(A−1)中、
    環r1は置換基を有してもよい芳香環を示し;
    は、単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
    (前記一般式(A−2)中、
    環r2は置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよく;
    は単結合、−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、下記一般式(1−2)で表される基、または2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基のいずれかを示し;
    は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
    (前記一般式(A−3)中、
    環r3および環r4はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r4はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよく;
    は、3価または4価の炭素を示し;
    が4価の炭素である場合に、Xに結合する置換基は、メチル基、フェニル基のいずれかであり;
    は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのLはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
  6. 前記一般式(A−1)のr1がナフタレン環である、請求項に記載の樹脂。
  7. 前記一般式(A−2)のXが単結合であり、r2がナフタレン環である、請求項に記載の樹脂。
  8. 前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1’)で表される、請求項に記載の樹脂。
    (前記一般式(1’)中、
    Xは−CH−、−C(CF−、−S−、−C(CH−、−O−、−SO−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、または下記一般式(1−2)で表される基のいずれかの構造を示し;
    Yは、それぞれ独立に−O−、−CH−、又は−S−を示し;
    mは0〜10のいずれかの整数を示し;
    m1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示し;
    及びRは、それぞれ独立にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、アリール基、アリルオキシ基、またはハロゲン基を示し;
    Zは、前記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
  9. 前記一般式(1’)中のXが、−CH−、−S−、または−C(CH−である請求項に記載の樹脂。
  10. 前記一般式(1’)中のZが、前記一般式(2)又は(3)で表される基である請求項に記載の樹脂。
  11. 前記一般式(1’)中のX及びYが、いずれも−S−である請求項に記載の樹脂。
  12. 樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、請求項3〜11のいずれか一項に記載の樹脂。
  13. 請求項に記載の樹脂と、
    無機粒子、金属粒子、及びイオン性化合物からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤と、を含む光学材料。
  14. 請求項に記載の樹脂を含む光学デバイス。
  15. 発光素子と、前記発光素子から発せられる光束を制御可能な形状に形成された請求項に記載の樹脂を含む光束制御部材と含む、光学デバイス。
  16. 有機EL素子と、透明電極層と、請求項に記載の樹脂を含む樹脂層と、をこの順に含む、有機ELデバイス。
  17. 請求項に記載の樹脂からなるレンズ。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014041694A1 (ja) * 2012-09-14 2014-03-20 Necディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置および電子機器
JP6428356B2 (ja) * 2014-02-28 2018-11-28 Jsr株式会社 光学材料用非晶性重合体、樹脂組成物、樹脂ペレット及び樹脂成形体
US10314427B2 (en) * 2015-07-27 2019-06-11 Whirlpool Corporation Light guide for generating illuminated indicia for an electric burner of a heating appliance
CN105789262A (zh) * 2016-04-29 2016-07-20 京东方科技集团股份有限公司 一种柔性显示基板及其制备方法、柔性显示器件
CN109716485A (zh) * 2016-07-15 2019-05-03 布鲁尔科技公司 激光烧蚀介电材料
KR101855274B1 (ko) * 2017-11-02 2018-05-08 에스케이씨 주식회사 플라스틱 렌즈의 이형 방법 및 이형 장치
JP7064328B2 (ja) * 2017-12-20 2022-05-10 大阪ガスケミカル株式会社 ヒドラジド化合物およびそれを用いた硬化性組成物
WO2021010363A1 (ja) * 2019-07-17 2021-01-21 本州化学工業株式会社 ビナフチル類の製造方法
KR102637326B1 (ko) * 2019-12-06 2024-02-15 주식회사 엘지화학 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 블랙뱅크를 포함하는 디스플레이 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788156A (en) * 1980-11-25 1982-06-01 Agency Of Ind Science & Technol Polyacylhydrazone and its preparation
WO2002012926A1 (fr) * 2000-08-09 2002-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Elements optiques constitues de resines de polyimide

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4116316Y1 (ja) 1964-12-11 1966-07-28
JPS60121280A (ja) 1983-12-01 1985-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発熱体の製造法
JPS6416316A (en) * 1987-03-13 1989-01-19 Inoue Japax Res Electric discharge machine
JP2854944B2 (ja) 1990-09-06 1999-02-10 三井化学株式会社 イソシアナート化合物及びそれを用いた含硫ウレタン系樹脂及びレンズ
JP2007269819A (ja) 2004-07-01 2007-10-18 Mitsui Chemicals Inc 自己修復性材料
JP5038825B2 (ja) 2007-08-31 2012-10-03 大阪瓦斯株式会社 フルオレン骨格含有ポリエステル系ブロック共重合体及びその製造方法
JP2010070513A (ja) 2008-09-19 2010-04-02 Canon Inc 芳香族ジアミン化合物、ポリアミック酸、ポリイミド樹脂および光学素子

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788156A (en) * 1980-11-25 1982-06-01 Agency Of Ind Science & Technol Polyacylhydrazone and its preparation
WO2002012926A1 (fr) * 2000-08-09 2002-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Elements optiques constitues de resines de polyimide

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012029714; TROY,R.C. et al: 'Poly(N,N-diacylhydrazone)s: Polymers containing imide and imine functions linked by nitrogen-nitroge' J Polym Sci Part C Vol.22, No.2, 1984, p.113-118 *
JPN6012029715; SKENE,W.G. et al: 'Dynamers: Polyacylhydrazone reversible covalent polymers, component exchange, and constitutional div' Proc Natl Acad Sci USA Vol.101, No.22, 2004, p.8270-8275 *
JPN6012029716; ONO,T. et al: 'Soft-to-hard transformation of the mechanical properties of dynamic covalent polymers through compon' Chemical Communications(Cambridge, United Kingdom) No.1, 2007, p.46-48 *
JPN6012029717; ONO,T. et al: 'Dynamic polymer blends-component recombination between neat dynamic covalent polymers at room temper' Chemical Communications(Cambridge, United Kingdom) No.12, 2005, p.1522-1524 *

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