KR20090094351A - 자외선 투과 폴리머 - Google Patents

자외선 투과 폴리머

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KR20090094351A
KR20090094351A KR1020097013618A KR20097013618A KR20090094351A KR 20090094351 A KR20090094351 A KR 20090094351A KR 1020097013618 A KR1020097013618 A KR 1020097013618A KR 20097013618 A KR20097013618 A KR 20097013618A KR 20090094351 A KR20090094351 A KR 20090094351A
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리차드 에이. 페트릭
마틴 데이비드 다우슨
에르단 구
알란 알. 매킨토시
알렉산더 잔-크리토프 쿠에흐네
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유니버시티 오브 스트라스클라이드
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Abstract

자외선 광 투과 폴리머는 지방족 고리를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄화수소 또는 폴리디알킬실록산을 포함하는 실질적으로 UV 비흡수성인 코어 기를 갖는 적어도 하나의 화합물의 중합에 의하여 얻어질 수 있다. 상기 화합물은 식 (A), (B) 또는 (C)를 포함하는 적어도 하나의 작용기를 갖고, 각각의 기 -R3-는, 독립적으로, 존재하거나 존재하지 않을 수 있는 가교기이고, 존재하는 경우 에테르 가교를 함유할 수 있는 C1 내지 C10의 탄화수소 쇄일 수 있다. 상기 폴리머의 생성 방법 및 상기 폴리머의 용도도 역시 기술되어 있다.

Description

자외선 투과 폴리머{POLYMERS WITH TRANSMISSION INTO THE ULTRAVIOLET}
본 발명은 스펙트럼의 깊은 자외선 영역으로부터 빛을 투과할 수 있는 신규한 폴리머의 제공에 관한 것이며, 이들의 제조방법 및 용도를 포함한다.
질화갈륨 반도체 발광 다이오드 (LED) 기술은 현재 풀컬러 실외 디스플레이 및 고상(solid state) 조명(lighting)과 같은 시장을 비롯한 수십억 달러의 전세계 산업의 기초이다. 개개의 LED 장치는 일반적으로 LED 구조를 보호하는 역할을 할 뿐만 아니라 결과물(output)의 방향성 및 더 효율적인 빛 추출을 촉진하는 렌즈화된 폴리머 돔(dome) 내에 인캡슐레이션(encapsulation)된다. 약 4억의 이들 인캡슐레이션된 LED가 현재 전세계에서 매달 생산된다.
그러나, UV/자색 스펙트럼 영역의 빛의 사용이 필요한 경우, LED를 비롯한 기존의 소스 기술은 UV/자색 스펙트럼 영역을 별로 커버하지 못하였다. 전통적으로, 저기능성 메인프레임 이온 레이저 또는 여과된 램프 소스가 역할을 해야만 했다. 최근 질화갈륨 레이저 다이오드 기술의 출현은 제한된 스펙트럼 커버력, 열등한 공간적 모드 특성 및 제한된 기능성 때문에, 이러한 필요를 제기하지 못했었다. 레이저 소스의 공간적 결합(coherence) 특성은 이미징 용도에서 추가의 제한을 제공한다.
그러나, 매우 최근 이 방출체 기술은, 기존의 고상 소스에 의하여 크게 커버되지 않고, 생물학적 위험 제제의 검출, 물-, 공기- 및 음식-소독, 고밀도 데이터 저장, 기밀 통신(covert communication) 및 향상된 고상 조명과 같은 영역에서 많은 새로운 용도를 열기 위하여 인식된, 깊은 자외선(250-350 nm 파장)으로 확장되기 시작하였다.
상기 250 nm-350 nm 영역은 레이저 다이오드 장치의 인캡슐레이션에서 많은 어려움을 제공한다. 이 영역 내에는, 투명한 무기 및 유기 물질이 매우 적다. 석영(quartz), 사파이어 및 다이아몬드와 같은 무기 물질은 원료 및 처리에 있어서 과중하게 비싸고, 열등한 유연성을 제공한다. 따라서, 과거에 출현했던 초기 250 내지 350 nm의 상업 LED는 TO(광학 티타늄) 캔 내에 설치되고, 예컨대 석영 윈도우가 구비된다. 따라서, 그들은 벌키하고(bulky), 비싸고, 제조에 있어서 노동집약적이며, 효율적인 광 방출 또는 부피 스케일링(scaling)을 촉진하지 않는다. 또한, 마이크로 LED 어레이의 사용이 예상되는 경우, 기존 물질은 마이크로 어레이용 마이크로렌즈의 원하는 어레이를 제공하는데 적절하지 않다.
전술한 바와 같이, 중합성 물질이 가시광선 발광 LED의 인캡슐레이션에 사용되지만, 대부분의 중합성 물질은 UV 영역에서 본질적으로 불투명하다. 기존의 폴리머는 350 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대하여 매우 낮은 투과도를 갖는다.
본 발명의 목적은 하나 이상의 전술한 단점을 피하거나 적어도 최소화하는 UV 광의 투과에 사용되는 폴리머를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 바람직한 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 설명된 몇몇 실시상태의 후술하는 상세한 설명으로부터 나타날 것이며, 여기서
도 1은 본 발명의 폴리머의 UV 투과 커브를 종래의 폴리머와 비교하여 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 2개의 다른 폴리머의 UV 투과 커브를 종래의 폴리머와 비교하여 나타낸 것이다.
따라서, 본 발명은 일반식 I의 적어도 하나의 화합물의 중합에 의하여 얻어질 수 있는 자외선 광 투과 폴리머를 제공한다:
여기서, n은 양의 정수이고, A는 실질적으로 UV 비흡수성인 코어 기이며, 상기 UV 비흡수성인 코어 기는 지방족 고리를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 탄화수소; 또는 일반식 II의 폴리디알킬실록산을 포함하고:
여기서, 각각의 R2 기들은 독립적으로 C1-C10 알킬 또는 시클로알킬기이고, m은 양의 정수이며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있고; 또는
일반식 I의 화합물은 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고:
여기서, Y 기들은 독립적으로 하기 형태의 말단 캡핑 기이고,
R2 및 m은 전술한 것과 동일한 의미를 가지며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있으며;
여기서 각각의 R1은 독립적으로 하기 구조를 포함하는 작용기이고,
각각의 -R3- 기들은, 독립적으로, 존재하거나 존재하지 않을 수 있는 가교기(linking group)이고, 존재하는 경우 에테르 가교(linkage)를 함유할 수 있는 C1 내지 C10 탄화수소 쇄일 수 있다.
당 기술분야에서 숙련된 자들은 일반식 II 및 III의 화합물과 관련하여 상기 구조들이 일반화되어서, 이들이 유도되는 폴리디알킬 실록산 화합물이 분지될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
바람직하게는, 일반식 II의 폴리다일킬실록산은 740 내지 64000의 분자량을 갖는다.
바람직하게는 일반식 III의 폴리디알킬실록산은 700 내지 45000의 분자량을 갖는다. 바람직하게는, 일반식 III의 폴리디알킬실록산에 있어서, R2 기에 대한 R1 기의 비는 1:8 내지 1:16이다. 이들 작용기 R1의 비율은 바람직하게는 높은 가교도를 갖는 본 발명의 폴리머를 제공할 수 있다.
본 발명의 폴리머는 일반적으로 245 nm 내지 350 nm 파장의 자외선에서 UV 광을 투과하지만, 그들은 심시어 더 낮은 파장, 어떤 경우에 220 nm 이하까지 낮은 파장을 투과할 수 있다. 본 발명의 폴리머는 또한 더 높은 (가시광) 파장의 빛을 투과할 수도 있으며, 이것을 필요로 하는 용도에 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 본 발명의 폴리머는 LED를 인캡슐레이션시키는 데 사용될 수 있으며, 또한 마이크로렌즈, 그레이드 인덱스(graded index)형 렌즈 또는 마이크로유체(microfluidics) 네트워크로 형성될 수도 있다. 예컨대 PCT/GB2004/000360에 기재된 바와 같이, 마이크로 픽셀화된 질화갈륨 LED가 형성되어 UV 광을 생성하는 경우에, 본 발명의 폴리머가 이들 장치의 결과물의 인캡슐레이션, 시준(視準, collimation) 및 프로젝션(projection)을 위한 마이크로렌즈 어레이를 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
일반식 I의 1 이상의 화합물을 이용함으로써, 본 발명의 폴리머는 깊은 UV 광(245-350 nm)에 대하여 우수한 투명성을 갖는다. 상기 코어 기 A는 실질적인 UV 흡수 성분을 갖지 않고 상기 작용기 R1도 역시 낮은 UV 흡수성을 갖고, 이는 특히 충분히(fully) 중합되었을 때 그렇다.
이용된 작용기, 비닐 에테르 및 글리시딜 에테르는 다소간의 UV 광을 흡수하는 에테르 산소를 갖지만, 이들 에테르 산소가 이후에서 설명하는 방법에 의하여 본 발명의 폴리머를 제조할 때 원하는 반응성을 제공하는데 필수적인 것으로 밝혀졌다.
임의로, 본 발명의 폴리머는 예컨대 굴절 인덱스를 향상시키기 위하여 다른 물질(도펀트)을 함유할 수 있다. 도펀트는 예컨대 비스페놀 A, 나노 미립자 실리카, POSS (폴리헤드럴 올리고머릭 실리세스퀴옥산) 및 상품명 closite와 같은 나노클레이와 같은 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 첨가제는 UV 투명성 감소를 피하기 위하여 단지 제한된 양으로 첨가된다.
POSS 및 나노 미립자 실리카 도펀트는 기능화된 유기 기의 적어도 일부를 포함하는 실란 단량체 또는 실란 단량체의 혼합물을 이용하여 제조되는 것이 바람직하며, 예컨대 상기 기능화는 에폭시 또는 아민 기능으로 이루어진다. 이것은 기능화된 POSS 및 나노 실리카 입자를 생성한다.
원한다면, 기능화된 나노 실리카 입자들은 실리카 코어 및 작용기를 함유하는 외부 쉘(outer shell)로 제조될 수 있다. 상기 코어는, 예컨대 졸 겔 공정에서, 테트라에틸오르토실리케이트와 같은 적당한 실란 모노머의 농축으로부터 형성될 수 있다(예컨대, 문헌 [J. Phys; Conference Series; 26 (2006) 371-374; S Tabatabaei et al]에 기재된 바와 같음). 상기 외부 쉘은 적당한 기능화된 유기 기를 포함하는 실란 모노머를 상기 코어 상에서 반응시킴으로써 추가될 수 있다. 상기 원리는 하기 식 1에 예시되어 있고, 여기서 유기 기 R은 예컨대 부틸과 같은 알킬기일 수 있고, 또는 그들은 에폭시 또는 아민 기능과 같은 반응성 기능으로 기능화될 수도 있다. 기능화되고 비기능화된 기 R이 이용되어 원하는 물성을 부여할 수 있다.
기능화된 POSS 및 나노 실리카 입자는 상기 폴리머 매트릭스에 커플링(가교)될 수 있다. 대안적으로, 상기 기능화된 POSS 또는 나노 실리카 입자의 반응성 기는 예컨대 단백질 또는 DNA과 같은 생물 활성 또는 다른 활성 종을 도핑된 폴리머에 결합시키는데 사용될 수 있다. 도펀트로서 이용된 나노 미립자 실리카 입자는 직경 10 nm 내지 80 nm, 바람직하게는 직경 20 nm 내지 50 nm, 더욱 바람직하게는 직경 40 nm의 크기인 것이 이롭다.
이롭게는, 본 발명의 폴리머는 일반식 I의 상이한 화합물들의 혼합물을 포함한다. 일반식 I의 혼합된 화합물을 이용하는 것은 상기 폴리머의 특성들을 용도에 적합하게 조정할 수 있게 한다. 예컨대, 본 발명의 폴리머의 선택된 용매 중에서의 용해도 및 경도(hardness)는 일반식 I의 화합물 및 상기 폴리머를 생성하기 위하여 사용되는 각 성분의 상대적인 비율의 선택에 의하여 조정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 코어 기 A가 지방족 탄화수소인 경우, 탄소 원자 수는 10 이하이다. 10을 초과하는 탄소 원자의 탄화수소를 갖는 경우, 결정성(crystallisation)이 상기 폴리머에서 발생할 수 있고, 광 투과성을 감소시키고 폴리머를 부서지기 쉽게(brittle) 한다.
이롭게는, 상기 코어 기 A가 일반식 II의 폴리디알킬실록산이거나 일반식 I의 화합물이 일반식 III의 폴리디알킬실록산인 경우, 알킬기 R2는 메틸이다. 기능화된 폴리디메틸-디실록산은 상업적으로 입수가능하고, 후술하는 바와 같이 일반식 I의 화합물로 쉽게 제조될 수 있다.
다수의 일반식 I의 화합물은 상업적으로 입수가능하다. 예로서는 하기 식 2에 도시된 화합물, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르(구조 1), 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르(2), 폴리(디메틸실록산)디글리시딜 에테르 말단(terminated)(3), 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르(4), 1,4-시클로헥산디메탄올 디비닐 에테르(5), 1,4-부탄디올 디비닐 에테르(6)를 포함한다. 상기 폴리디메틸실록산 화합물(3)의 분자량은 일반적으로 740 내지 64000에서 선택된다. 신규한 비닐 에테르 기능화된 화합물도 역시 합성되어, 본 발명의 폴리머를 생성하는데 사용되었으며, 이들의 합성은 후술한다.
바람직하게는, 상기 코어 기 A는 식 2의 예들에 나타난 바와 같이 적어도 2개의 부착된 작용기를 갖는다. 이것은, 그들의 강도 및 내구성에 더하여, 폴리머가 높은 가교도를 갖는 것을 보장한다. 도시된 예들에 있어서, 각 화합물의 작기기들은 동일, 즉 글리시딜 에테르 또는 비닐 에테르이지만, 그들이 상이할 수도 있는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 일반식 I의 화합물은 글리시딜 에테르 및 비닐 에테르 작용기를 모두 가질 수 있다.
일반식 I의 화합물의 조절된 중합에 의하여 선택된 비율의 잔류 작용기를 갖는 폴리머가 제조될 수 있다. 이들 잔류 작용기는 표면 기능화를 제공하고, 상기 폴리머에 변형기(modifying group)를 부착하는데 사용될 수 있다. 예컨대, DNA 프로브 또는 나노-복합체에 사용되는 폴리머를 제조하기 위하여 생물 활성 물질이 사용될 수 있다. 예컨대, 아민 기능성이 상기 작용기에서의 반응에 의하여 상기 폴리머 표면에 첨가될 수 있다 상기 아민 기능은 예컨대 부착된 단일 가닥 DAN 또는 펩타이드를 가질 수 있다. 이어서, 이들은 DNA 하이브리드화 프로브 실험과 같은 바이오 어세이를 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 폴리머 표면의 소수성/친수성 성질을 변화시킬 기들이 상기 아민 링크에 부착되어 상기 폴리머의 물리적 특성을 변형시킬 수 있다.
본 발명의 폴리머는 일반식 I의 화합물의 중합에 의하여 얻어질 수 있다. 이롭게는, 그들은 양이온성 중합에 의하여 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 그들은 일반식 I의 화합물의 광개시 양이온성 중합에 의하여 얻어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 양태에 따르면,
a) 일반식 I의 적어도 하나의 화합물 및 광산발생제를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계;
b) 상기 혼합물을, 상기 광산발생제를 분해하기에 적절한 파장의 빛으로 조사하는 단계로서, 이에 의하여 산촉매가 형성되어 일반식 I의 화합물을 중합하는 것인 단계
를 포함하는 자외선 투과 폴리머의 제조방법을 제공한다.
많은 용도, 예컨대 LED와 같은 기재를 코팅하는 용도를 위하여, 중합 단계 (b) 전에, 일반식 I의 화합물 및 광산발생제의 혼합물은 상기 기재 상에 종래의 방식으로 스핀코팅될 수 있다. 그러한 경우에, 상기 혼합물은 또한 코팅 공정을 촉진하기 위하여 적절한 유기 용매 또는 '현상제(developer)'를 포함할 수 있고, 본 발명의 방법도 또한 용매를 제거하기 위하여 상기 혼합물의 일루미네이션(illumination) 전에 가열 단계('프리베이크(pre-bake)' 단계)를 포함할 수 있다. 이용될 수 있는 일반적인 용매는 아세토니트릴, 아세톤, 톨루엔 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
몇몇 용도를 위하여, 용매가 첨가되거나 첨가되지 않은 일반식 I의 화합물의 혼합물의 점도는 적절하지 않을 수 있다. 예컨대, 낮은 점도는 혼합물이 예컨대 폴리머 층을 원하는 두께로 형성하기 위하여 스핀 코팅될 수 없도록 할 수 있다. 따라서, 이롭게는, 중합 단계 b)는 부분적으로 중합된 '예비중합체'가 형성되었을 때 중단된다. 상기 예비중합체는 본래 혼합물보다 더 높은 점도를 가져 추가의 처리 단계를 촉진한다. 본 발명의 방법은 이어서 상기 예비중합체를 추가의 조사에 적용시켜 중합('경화(curing)')를 완성하는 추가의 처리 단계를 포함한다. 이롭게는, 상기 추가의 처리 단계는 필요한 경우 더 많은 광산발생제의 첨가를 포함할 수 있다.
이롭게는, 상기 추가의 처리 단계는 생성물에의 조사 이전에 상기 예비중합체에 일반식 I의 화합물을 추가로 첨가하는 것을 포함한다.
따라서, 몇몇의 일반식 I의 선택된 화합물이 낮은 점도를 갖는 경우에도, 중합의 완성을 위한 처리 조건에 적합한 점도를 조정하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 코어 기 A가 10 탄소원자 이하의 작은 지방족 기인 경우이다. 예비중합체에 일반식 I의 화합물을 추가로 첨가하는 것은 폴리머 생성물의 특성을 조정하기 위한 추가의 기회를 부여한다.
상기 광산발생제(PAG)는 조사시 분해하고 기재(예컨대, 일반식 I의 화합물)과 반응하는 화합물로서 일반식 I의 화합물의 양이온성 중합을 촉매작용하는 산 HX를 형성하는 화합물이며, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르에 대하여 하기 식 3에 도시하였다.
바람직하게는 상기 광산발생제는 250 nm - 350 nm의 파장의 UV 광으로의 조사시 분해한다. 바람직한 광산발생제는 상업적으로 입수가능하며, 트리아릴술포늄헥사플루오로 포스페이트(7), 트리아릴 술포늄헥사플루오로 안티모네이트(8), 디아릴요오듐 헥사플루오로 포스페이트(diaryliodium hexafluoro phosphates)(9) 및 p(헥실옥시페닐)페닐 요오디늄 헥사플루오로 안티모네이트(p(hexyloxyphenyl)phenyl iodinium hexafluoro antimonate)(10)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 아릴기는 하기 식 4에 나타낸 바와 같이 페닐이지만, 페닐 이외에 적절하게 UV를 흡수하는 아릴기를 갖는 다른 화합물이 사용될 수 있다.
상기 바람직한 광산발생제는 몇 가지 이점을 가진다. 그들의 분해 및 이에 따른 중합반응은 UV 광에 의하여 개시될 수 있다. 이것은 중합을 일으키기 위하여 LED 자체에 의하여 생성된 빛을 사용함으로써 UV 투과 LED의 폴리머 코팅이 달성되도록 할 수 있다. 상기 UV LED는 일반식 I의 화합물 및/또는 일반식 I의 화합물로부터 형성된 예비중합체를 선택된 광산발생제와 함께 포함하는 혼합물로 코팅된다. 상기 LED는 이어서 상기 폴리머를 경화하여 LED 상에 코팅 또는 렌즈를 형성하기 위하여 미리 결정된 기간 동안 켜질 수 있다. 잔류, 미반응된 물질은 이어서 적절한 용매를 가지고 세척될 수 있다. 또한, 반응시 바람직한 PAG가 UV 흡수가 감소된 생성물로 분해되기 때문에, 즉 광산 표백 공정이 일어나기 때문에, 적어도 PAG가 바람직한 농도로 사용되는 경우 완성된 폴리머의 UV 투명성을 실질적으로 저해하지 않는다. [문헌: Photodecomposition Pathways for Triphenylsulfonium Salts from the Singlet and Triplet Excited States; Welsh, K.M., et al. Abstracts Of Papers Of The American Chemical Society, 1989. 198: p. 41-PMSE.]
사용된 광산발생제는 중합에 사용되는 원하는 UV 파장 및 일반식 I의 화합물 또는 예비중합체의 상용성에 의존한다. 상기 트리페닐 시스템은 비닐 에테르 작용기를 갖는 화합물과 비상용성(비용해성)이며, 둘 다 알킬 코어 기와 폴리디알킬실록산 코어 기를 가지므로, 단지 에폭시(글리시딜 에테르) 작용기가 중합되는 경우에만 사용된다.
상기 트리아릴 화합물은 중합되는 혼합물 내 광산발생제 중량의 0.2% 내지 2%의 범위 내에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 트리아릴 화합물은 중합되는 혼합물 내에 광산발생제 중량의 0.5% 내지 1%의 범위 내에서 사용된다. 0.5% 농도 미만에서는 중합이 일어나지만 생성물이 나쁜 기계적 특성(예컨대, 너무 부드러움)을 가지는 경향이 있다. 1%를 초과한 농도로 사용되는 경우, 광산 표백 효과에도 불구하고 상기 폴리머 생성물의 UV 투명성이 감소된다. 디아릴 PAG는 동일한 농도범위인, 중합되는 혼합물 내 광산발생제 중량의 0.2% 내지 2%에서 사용될 수 있다. 디아릴 PAG에 대하여, 바람직한 농도 범위는 0.35% 내지 0.7% 이며, 이는 트리아릴 화합물의 바람직한 범위에 대하여 설명한 것과 같은 이유이다.
트리아릴 PAG를 가지고 제조된 폴리머는 250 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 빛을 이용하여 경화될 수 있다. 최대 경화율이 251 nm 및 368 nm에서 발견되었다. 디아릴 PAG는 일반적으로 250 nm 내지 325 nm의 광을 이용하여 경화할 것이다.
일반적으로, 특정 용도에서의 일반식 I의 특정 화합물의 사용에 있어서 어떠한 방식으로도 제한될 것을 바라는 것이 없이, 본 발명의 방법에 의하여 제조된 3 종류의 폴리머 시스템이 확인될 수 있다.
a) 상기 코어 기 A가 고리를 포함할 수 있는 지방족 탄화수소인 경우, 상기 방법의 최종 폴리머 생성물은 예비중합체 형성 단계 없이 일반식 I의 화합물로부터 직접적으로 생성된다. 이들 '단량체성 시스템', 즉 상기 폴리머가 작은 (폴리디알킬실록산이 아닌) 일반식 I의 화합물로부터 직접적으로 형성되는 경우는 그들의 낮은 점도 때문에 스핀 코팅 용도에 일반적으로 유용하지 않다. 그러나, 후술하는 바와 같이 렌즈 용도에 대하여 자기 정렬 프로세스(self-alignment process)가 필요한 경우 또는 상기 폴리머가 마스크를 통과한 빛에 의하여 경화되는 경우, 그러한 시스템은 작용기가 글리시딜 에테르인 표면 기능성을 높은 정도로 갖는 폴리머를 제공할 수 있다.
상기 '단량체성' 시스템은 또한 마이크로구조를 형성하기 위한 몰딩 용도에 특히 유용하며, 이는 이들의 낮은 점도가 자체적으로 몰드 형태의 정확한 재생산을 제공하기 때문이다. 상기 모노머들의 일반적인 점도는 25℃에서 100-300 cps이다.
b) 스핀 코팅 또는 더 점성있는 유체를 필요로 하는 다른 처리가 수행되어야 하는 경우, 예비중합체 및/또는 폴리디알킬 실록산을 함유하는 화합물의 사용이 이롭다. 예컨대, 예비중합된 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르(식 1에서 (2))는 스핀 코팅 전에 상기 예비중합체에 미반응된 시클로헥실글리시딜 에테르를 다소 첨가하고, 본 발명의 방법의 최종 조사 단계를 수행함으로써 조정된 점도를 가지고 사용될 수 있다.
코어 기를 함유하는 폴리디알킬실록산을 갖는 일반식 I의 대체적인 분자가 사용될 수 있다. 예컨대, 글리시딜 에테르 작용기 및 ~750의 분자량을 갖는 일반식 III의 화합물은 18,000-45,000의 분자량을 갖는 일반식 II의 화합물과 블렌딩되어, 특히 스핀 코팅 용도에서, 본 발명의 방법에 의하여 중합하기에 적합한 혼합물의 범위를 생성할 수 있다. 일반적으로, 전술한 바와 같은 예비중합체 및 폴리디메틸 실록산 혼합물은 통상의 스핀 코팅 공정에 이용되는 스핀 스피드(4500-2000 rpm)에 따라 15 내지 45 미크론 두께의 코팅을 생성하는 데 사용될 수 있다.
c) 리소그래피 용도 또는 높은 가교도가 요구되는 다른 용도를 위하여, 좀더 복잡한 혼합물이 본 발명의 방법에 이용될 수 있다. 빛에의 노출 후의 폴리머 내 높은 가교도는 포토리소그래프에서 바람직한데, 이는 그것이 좀더 강력한 용매가 비노광 혼합물을 세척하는데 사용되어 우수한 해상력을 갖는 폴리머 구조를 유도하도록 하기 때문이다.
본 발명의 특히 바람직한 리소그래피 그레이드 폴리머는 70-80%의 예비중합된 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르(2), 19-29%의 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(1) 및 1%의 트리아릴 광산발생제 또는 0.7% 디아릴 광산발생제로부터 제조된다. 상기 혼합물은 미중합된 물질들을 세척해 내는데 가혹한 용매가 사용되는 경우 특히 효과적이고 상기 폴리머로 제조된 제품의 구조의 선명도(definition)의 손실을 피할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 트리글리시딜 에테르(1)의 19% 이상의 농도는 이 시스템에서 높은 가교도를 부여하지만, 29% 초과의 사용은 UV 광의 투과도를 감소시킨다.
본 발명의 폴리머 및 방법은 특히 다수의 상이한 용도에 적합하다. 용도의 예로는 발광 다이오드(LED)(가시광 또는 자외선, 특히 깊은 UV (240-350 nm) 발광 LED), 광학 부품, 섬유 광학기, 전자 부품 및 조립품들의 코팅 또는 인캡슐레이션을 포함지만, 이들로만 한정되는 것은 아니다.
광전자 부품 및 시스템의 인캡슐레이션은 유기발광다이오드 디스플레이와 같은 장치를 포함할 수 있다. 코팅 또는 인캡슐레이션될 수 있는 다른 장치로는 광학 데이터 저장 매체, 예컨대 블루 레이(blue ray) DVD 매체 및 사용시 UV 투과를 필요로 하는 미래 매체가 포함된다.
본 발명의 폴리머는 또한 고상 조명 용도에 사용될 수도 있다. 그들은 발광 폴리머들과 블렌드될 수 있거나, 발광 폴리머들을 인캡슐레이션하는데 사용될 수 있거나, 발광 폴리머들과 다중 샌드위치(적층) 구조 내에 사용될 수 있다. 다른 적용은 본 발명의 폴리머 내에 발광 폴리머를 혼입하기 위하여 사용될 수 있다. 발광 폴리머는 광의 하나의 파장을 광의 하나 또는 그 이상의 다른 파장으로 전환하기 위하여 사용된다. 예컨대, UV 광원은 예컨대 적색 또는 녹색 또는 청색 광을 생성하기 위하여 상업적으로 입수가능한 폴리머와 함께 사용될 수 있다. 색상들을 혼합함으로써 백색광이 생성될 수 있다. 방출되는 빛의 색상은 예컨대 적색 및/또는 녹색 및/또는 청색 발광 폴리머들의 상이한 조합을 블렌드함으로써 조작될 수 있다.
상기 폴리머는 또한 UV 광이 사용되는 포토레지스트로서 및 포토리소그리피에서의 용도 및 깊은 UV 광 방출체와 함께 사용되기에 적합한 렌즈로서의 용도를 찾을 수 있다.
본 발명의 폴리머 및 방법은 현재 석영, 사파이어 또는 다이아몬드의 광학 윈도우를 갖는 TO 캔 내에 구비될 것을 필요로 하는 UV 방출 LED용 렌즈의 제작에서의 특별한 용도를 찾는다. 예컨대, 본 발명의 폴리머는 일반적으로 가시광 LED 내지 UV LED와 함께 사용되는 둥근 인캡슐레이션을 제공하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 폴리머로 코팅되거나, 인캡슐레이션 되거나, 본 발명의 폴리머를 포함하는 렌즈 배열을 갖는 UV LED는 본 발명의 추가의 양태를 구성한다.
본 발명의 폴리머 및 본 발명의 방법의 특히 이로운 용도는 방출된 빛을 집중시키거나 및/또는 평행하게 하기 위한(collimating) 렌즈 배열을 UV LED에 구비시키는 것이 바람직한 경우에 발생한다. 전술한 바와 같이, PAG의 분해를 개시하기 위하여 코팅되는 LED로부터의 UV 광을 이용하는 것은 본 발명의 방법을 수행할 수 있다. 이것은 자기 정렬된 코팅 또는 렌즈가 LED의 발광 표면에서 인시츄(in situ)로 제조될 수 있다는 것을 의미한다. 예컨대, 일반식 I의 화합물과 PAG의 혼합물이 UV LED의 어레이 또는 마이크로어레이의 표면을 가로질러 적용된다. 상기 LED는 미리 정해진 시간동안 켜져서 본 발명의 폴리머의 원하는 양을 각 LED 근처에서 생성한다. 각 LED로부터 더 멀리 있는 미중합된 혼합물은 이어서 적절한 용매로 세척되어, 정확하게 정렬된 코팅 또는 그것에 부착된 렌즈를 갖는 각 LED를 남기게 된다.
본 발명의 폴리머는 또한 몰딩되어 마이크로유체(microfluidics) 또는 도파관(waveguide) 용도에 사용되기에 적합한 마이크로구조를 형성할 수 있다.
상기 폴리머의 다른 바람직한 용도는 큐벳(cuvette), 현미경 슬라이드 등의 제조용 물질로서의 용도를 포함한다. 상기 폴리머는 우수한 UV 및 가시광 투과도를 가져, 특히 큐멧 내 또는 슬라이드 상의 샘플이 가시광 및/또는 UV 광의 사용에 의하여 연구되는 분석적 용도에 상기 폴리머가 적합하도록 한다.
몇몇 바람직한 실시상태 및 실험결과의 설명
일반식 I의 신규한 화합물의 예
전술한 바와 같이 많은 일반식 I의 화합물들이 상업적으로 입수가능하고 본 발명의 폴리머의 생성에 사용될 수 있다. 일반식 I의 2개의 신규한 화합물의 제조가 여기에 설명된다. 화합물 A는 일반식 II에 따르는 코어 기 A를 갖고, 화합물 B는 일반식 III에 따른 구조를 가지며, 이들은 전술한 바와 같다.
폴리(디메틸실록산)디비닐에테르 말단 화합물 A 및 폴리(디메틸실록산)디비닐 말단 화합물 B의 제조
1- 알릴옥시 -(2- 비닐옥시 )에탄의 제조
마그네틱 교반기, 환류 응축기 및 질소 주입구가 구비된 250 mL 둥근 바닥 플라스크 내에, 21.16g (0.24 mol)의 2-(비닐에테르)에탄올, 29.04g (0.24 mol)의 알릴 브로마이드, 9.6g (0.24 mol)의 NaOH 펠렛, 3.6g (0.01 mol)의 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드(상전이촉매) 및 80 mL의 헥산을 넣었다. 상기 혼합물을 교반하고 70 ℃까지 가열하고, 그 온도에서 18 시간 유지하였다.
상기 혼합물을 실온으로 냉각한 후, 여과하고 200 mL의 탈이온수에 부었다. 이어서, 유기층을 분리하고 탈이온수로 2회 세척하였다. 수계 상을 혼합하고 헥산으로 2회 세척하였다. 이어서, 모든 유기 상을 혼합하고 회전 증발기에서 헥산을 제거하여 24.7g (0.19 mol)의 1-알릴옥시-(2-비닐옥시)에탄을 얻었다. 수율: 79%.
1- 알릴옥시 -(2- 비닐옥시 )에탄의 1-(1- 프로페녹시 )-(2- 비닐옥시 )에탄으로의 이성질화
24.7g (0.19 mol)의 1-알릴옥시-(2-비닐옥시)에탄과 43.26g (0.38 mol) 및 200 mL의 DMSO를 질소 블랭킷 하에서 1.5 시간 교반하였다.
상기 혼합물을 실온으로 냉각시키고 500 mL의 탈이온수에 부었다. 상기 용액을 디에틸에테르로 2회 추출하였다. 에테르계 상을 혼합하고, 탈이온수로 세척하였으며, 이어서 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰다. 상기 용매를 회전 증발기에서 제거하였으며, 생성물을 65 ℃, 1.0 mmHg의 압력하에서 증류시켜 9.42g (0.074 mol)의 1-(1-프로페녹시)-(2-비닐옥시)에탄을 얻었다. 수율: 36%.
폴리 ( 디메틸실록산 ), 수소화물 말단 ( M n =580)을 이용한 1-(1- 프로페녹시 )-(2-비 닐옥 시)에탄의 화학선택적 하이드로실레이션 ( hydrosilation ). (화합물 A)
2.21g (17.24 mmol)의 1-(1-프로페녹시)-(2-비닐옥시)에탄, 5g (8.62 mmol)의 수소화물 말단 PDMS (폴리디메틸실록산), 15.66 mg (1.7 x 10-5 mol)의 윌킨슨 촉매(Wilkinson's catalyst) 및 15 mL의 건조 THF의 혼합물을 60 ℃ 질소 블랭킷 하에서 18 시간동안 교반하였다.
상기 혼합물을 실온으로 냉각하고, 윌킨슨 촉매를 플래쉬 크로마토그래피(flash chromatography)를 이용하여 실리카 상에서 제거하였다. 용매는 디에틸에테르이었으며, 이것은 회전 증발기를 이용하여 제거하였고, 양적인 수율을 얻었다.
(5-7% 메틸히드로실록산 )-( 디메틸실록산 )공중합체 ( M n =60000-65000)를 이용한 1-(1- 프로페녹시 )-(2- 비닐옥시 )에탄의 화학선택적 하이드로실레이션 (화합물 B)
1.32g (10.24 mmol)의 1-(1-프로페녹시)-(2-비닐옥시)에탄, 1Og (0.16 mmol)의 수소화물 기능화된 PDMS, 9.21 mg (1.0 x 10-5 mol)의 윌킨슨 촉매 및 3O mL의 건조 THF의 혼합물을 60 ℃ 질소 블랭킷 하에서 18 시간동안 교반하였다.
상기 혼합물을 실온으로 냉각하고, 윌킨슨 촉매를 플래쉬 크로마토그래피를 이용하여 실리카 상에서 제거하였다. 용매는 디에틸에테르이었으며, 이것은 회전 증발기를 이용하여 제거하였고, 양적인 수율을 얻었다.
본 발명의 폴리머
본 발명의 5개의 전형적인 타입의 폴리머("HTP1, HTP2, HTP3, HTP4" 및 "LITH1")의 생성을 후술한다. 표 1(하기)은 최종 경화에 사용된 조사 시간 및 빛의 파장을 나타낸다.
HTPl .
예비 중합
2O g의 시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 및 0.20-0.50 % wt/wt의 광 개시제를 비이커에 첨가하고, 일정한 교반하에서 약 10분간 또는 상기 반응 혼합물이 70 C에 도달하는 동안 상기 혼합물을 3 mW cm-2 368 nm 파장의 빛에 노출시킨다. 이 예비중합체에 2O g의 아세토니트릴을 첨가하고, 이어서 상기 시스템을 밀리포어 필터(Millipore filter)를 통하여 여과한다.
경화
상기 예비중합체에 1 wt%의 트리페닐 술포늄 헥사플루오로 포스페이트 또는 0.7 wt%의 트리페닐 술포늄 헥사플루오로 안티모네이트를 첨가하고, 생성된 폴리머를 스피닝(spinning)시키고, 최종 경화조건(빛 파장 및 시간)은 결과 표 1에 나타낸다.
HTP2
이것은, 사용된 광산발생제가 디페닐 요오디늄 헥사플루오로안티모네이트인 것을 제외하고는, 예비중합체의 형성을 비롯하여 HTP1과 동일한 재료로부터 동일한 공정에 의하여 제조되었다. 이 시스템은 단지 310 nm 이하에서 경화할 것이다.
HTP3
1,4-시클로헥산디메탄올 디비닐 에테르를 예비중합체 제조 단계를 이용하지 않고 중합하였다. 상기 광산발생제는 p(옥시페닐)페닐 요오디늄 헥사플루오로안티모네이트였고, 경화 특성은 하기 표 1에 나타난다.
HTP4
HTP4는 전술한 바와 같이 비닐 에테르 기능화된 화합물 A (분자량 40000)와 직접적으로 유사한 99%의 글리시딜 에테르 기능화된 폴리(디메틸실록산)을 사용하였다. 상기 글리시딜 에테르 기능화된 폴리(디메틸실록산)을 광산발생제로서 사용된 l% p(옥시페닐) 페닐 요오디늄 헥사플루오로안티모네이트와 함께 중합하였다. 유사하거나 향상된 특성을 갖는 물질들을 전술한 바와 같이 화합물 A 또는 B 또는 화합물 A와 B의 혼합물을 이용하여 제조할 수 있다. 글리시딜 에테르 기능성을 비닐 에테르 기능성으로 대체하는 것은 최종 제품에 향상된 투명성을 부여하고 중합 도중 더 큰 반응성을 부여한다.
LITH 1
이것은 앞에서 언급한 고도로 가교된 '리소그래피 그레이드(lithographic grade)'의 예이고, HTP1에 대하여 앞서 설명한 바와 같이 1,4-시클로헥산 디메탄올 디글리시딜 에테르로부터 형성된 예비중합체 75%, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 24% 및 트리페닐 술포늄 헥사플루오로 포스페이트 1%의 혼합물을 채용함으로써 형성되었다.
일반적으로 이러한 종류의 폴리머는 시클로헥산 디메탄올 디글리시딜 에테르로부터 형성된 예비중합체 70%-80%를 이용하고, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 19% - 29%를 첨가한 후, 1%의 트리아릴 광산발생제 또는 0.7%의 디아릴 산 발생제를 가지고 경화시킴으로써 제조될 수 있다.
전술한 4개의 폴리머의 시험 결과는 표 1에 나타내었으며, 여기서 용매 저항성, 유리전이온도(Tg) 및 투명성이 나타난다. 다른 특성들은 후술한다.
1 254nm = I 및 368nm = S에서 표준 5 mW cm2 소스 이용
폴리머 HTP1 및 유사한 종류들은 다방면에서 유용하다. 상기 예비중합체의 점도는 주어진 용도를 위하여 조정될 수 있고, 400 nm까지의 파장이 중합을 달성하는데 사용될 수 있다. 20 미크론 두께의 층인 경우 280 nm 이상에서 거의 90% 투과도를 갖도록 할 수 있다. 이 시스템은 마이크로 LEC 광학기 및 다른 마이크로 광학 용도에 이상적으로 적합하며, 160℃까지에서 사용가능한 우수한 열적 저항성을 갖는다.
HTP2 폴리머 및 광산발생제로서 디페닐 요오디늄 헥사플루오로안티모네이트를 사용하는 관련된 폴리머들은 HTP1에 대하여 향상된 투과도 특성을 가지며 이는 250 nm의 파장에서 마이크로 LED 구조에 사용되기에 적합하다. 이것도 동등하게 마이크로 광학기 내에서 또는 마이크로 LED와 함께 사용되기에 적합하다.
HTP3는 매우 낮은 점도를 갖고 325 nm 초과에서 경화될 수 없다. HTP3 및 유사한 폴리머들은 에폭시 기능화 물질(HTP1, HTP2)에 비하여, 200℃까지, 향상된 온도 저항성을 갖는데, 이는 열적 스트레스 하에서 에폭시기가 산 기로 전환하기 때문이다. 따라서 비닐 에테르 기는 우수한 온도 저항성을 갖는 물질을 제공한다. HTP3는 또한 HTP1 및 HTP2 시스템보다 높은 UV 투명성을 갖는다.
HTP4는 다른 실시예의 20 미크론 두께의 필름에 비하여 160 미크론 두께의 필름에서 행해진 표 1의 측정에 의하여 나타난 바와 같이 예외적으로 높은 투과도 특성을 갖는다. 200 미크론 두께의 필름은 250 nm에서 80%까지의 투과도를 나타낼 수 있고 이 물질은 220 nm 이하의 UV 광을 생성하는 LED를 인캡슐레이션하는데 사용될 수 있다.
상기 LITH 1 폴리머는 전술한 바와 같이 리소그래피 용도에 특히 적합한 예외적인 용매 저항성을 갖는다.
HTP1 폴리머에 대한 UV 광 투과도 결과는, 상업적으로 입수가능하고 368 nm에서 방출하는 LED 소스와 함께 성공적으로 사용되어 온 폴리머 Norland NOA63 (Norland Optical)과 비교하여 도 1에 나타내었다 [Dawson MD, Girkin JM, Liu C, Gu E, Jeon CW, Polymer microlens arrays applicable to AlInGaN ultraviolet micro- light-emitting diodes, IEEE Photonics Tech. Lett., 17(9), 2005, pl887]. 상기 Norland NOA63는 20 미크론 두께였고, 상기 HTP1 폴리머는 55 미크론이었으며, HTP1 층이 실질적으로 더 두꺼움에도 불구하고 300 nm 이하의 파장에서 크게 우수한 투과도를 나타내었다.
도 2는 HTP4 폴리머의 0.2 mm 두께 샘플과 HTP2 폴리머의 20 미크론 샘플 사이의 유사한 비교를 전술한 Norland NOA63 폴리머 (20 미크론)과 함께 나타낸다. 그래프는 300 nm 이하의 파장에서 HTP2 및 HTP4 샘플의 우수한 투과도를 나타낸다. HTP4의 0.2 mm 층은 단지 20 미크론 두께의 Norland NOA63 폴리머보다 실질적으로 더 우수하다.

Claims (42)

  1. 일반식 I의 적어도 하나의 화합물의 중합에 의하여 얻어질 수 있는 자외선 광 투과 폴리머:
    여기서, n은 양의 정수이고, A는 실질적으로 UV 비흡수성인 코어 기이며, 상기 UV 비흡수성인 코어 기는 지방족 고리를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 탄화수소; 또는 일반식 II의 폴리디알킬실록산을 포함하고:
    여기서, 각각의 R2 기들은 독립적으로 C1-C10 알킬 또는 시클로알킬기이고, m은 양의 정수이며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있고; 또는
    상기 일반식 I의 화합물은 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고:
    여기서, Y 기들은 독립적으로 하기 형태의 말단 캡핑 기이고,
    R2 및 m은 전술한 것과 동일한 의미를 가지며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있으며;
    여기서 각각의 R1은 독립적으로 하기 구조를 포함하는 작용기이고,
    각각의 -R3- 기들은, 독립적으로, 존재하거나 존재하지 않을 수 있는 가교기(linking group)이고, 존재하는 경우 에테르 가교(linkage)를 함유할 수 있는 C1 내지 C10 탄화수소 쇄일 수 있다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 코어 기 A는 10 이하의 탄소 원자의 지방족 탄화수소인 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 코어 기 A는 740 내지 64000의 분자량을 갖는 일반식 II의 폴리디알킬실록산을 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 코어 기 A는 700 내지 45000의 분자량을 갖는 일반식 III의 폴리디알킬실록산인 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 코어 기 A는 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고, R2 기에 대한 R1 기의 비는 1:8 내지 1:16인 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  6. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 4 또는 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코어 기 A는 일반식 II의 폴리디알킬실록산이거나, 일반식 I의 화합물은 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고, 여기서 알킬기 R2는 메틸인 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 폴리머는 도펀트를 더 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 도펀트는 비스페놀 A, 나노 미립자 실리카, 기능화된 나노 미립자 실리카, 폴리헤드럴 올리고머릭 실리세스퀴옥산, 기능화된 폴리헤드럴 올리고머릭 실리세스퀴옥산 및 나노클레이로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서, 일반식 I의 상이한 화합물들의 혼합물의 중합에 의하여 얻을 수 있는 자외선 광 투과 폴리머.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코어 기 A는 적어도 2개의 부착된 작용기를 갖는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 폴리머는 일반식 I의 화합물의 양이온성 중합에 의하여 얻어지는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 폴리머는 일반식 I의 화합물의 광개시 양이온성 중합에 의하여 얻어지는 것인 자외선 광 투과 폴리머.
  13. a) 광산발생제 및 일반식 1의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계;
    여기서, n은 양의 정수이고, A는 실질적으로 UV 비흡수성인 코어 기이며, 상기 UV 비흡수성인 코어 기는 지방족 고리를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 탄화수소; 또는 일반식 II의 폴리디알킬실록산을 포함하고:
    여기서, 각각의 R2 기들은 독립적으로 C1-C10 알킬 또는 시클로알킬기이고, m은 양의 정수이며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있고; 또는
    상기 일반식 I의 화합물은 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고:
    여기서, Y 기들은 독립적으로 하기 형태의 말단 캡핑 기이고,
    R2 및 m은 전술한 것과 동일한 의미를 가지며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있으며;
    여기서 각각의 R1은 독립적으로 하기 구조를 포함하는 작용기이고,
    각각의 -R3- 기들은, 독립적으로, 존재하거나 존재하지 않을 수 있는 가교기(linking group)이고, 존재하는 경우 에테르 가교(linkage)를 함유할 수 있는 C1 내지 C10 탄화수소 쇄일 수 있고,
    b) 상기 혼합물을 상기 광산발생제를 분해하기에 적절한 파장의 빛으로 조사하는 단계로서, 이에 의하여 산 촉매가 형성되어 일반식 I의 화합물을 중합하는 것인 단계를 포함하는 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 중합 단계 b) 전에, 상기 혼합물은 기재 상에 스핀코팅되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 혼합물은 코팅 공정을 촉진하는 유기 용매를 더 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 유기 용매는 아세토니트릴, 아세톤, 톨루엔 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 방법은 상기 혼합물의 일루미네이션(illumination) 전에 용매를 제거하는 가열 단계를 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 중합 단계 b)는 부분적으로 중합된 예비중합체(pre-polymer)가 형성되었을 때 중단되고, 상기 방법은 상기 예비중합체가 이어서 추가로 조사되어 중합을 완성하는 추가의 처리 단계를 더 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 추가의 처리 단계는 상기 예비중합체에 더 많은 광산발생제의 첨가를 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  19. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서, 상기 추가의 처리 단계는 중합을 완성하기 위한 조사 전에 일반식 I의 적어도 하나의 추가의 화합물을 상기 예비중합체에 추가하는 것을 포함하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  20. 청구항 13 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서, 250 nm 내지 350 nm의 파장의 UV 광의 조사시 분해하는 광산발생제를 이용하는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  21. 청구항 13 내지 청구항 20 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광산발생제는 트리아릴술포늄헥사플루오로 포스페이트, 트리아릴 술포늄헥사플루오로 안티모네이트, 디아릴요오듐(diaryliodium) 헥사플루오로 포스페이트 및 p(헥실옥시페닐)페닐 요오디늄(iodinium) 헥사플루오로 안티모네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  22. 청구항 13 내지 청구항 21 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광산발생제는 트리아릴 화합물이고, 중합되는 혼합물 중에 0.2 중량% 내지 2 중량%의 범위 내로 사용되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 광산발생제는 트리아릴 화합물이고, 중합되는 혼합물 중에 0.5 중량% 내지 1 중량%의 범위 내로 사용되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  24. 청구항 13 내지 청구항 21 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광산발생제는 디아릴 화합물이고, 중합되는 혼합물 중에 0.2 중량% 내지 2 중량%의 범위 내로 사용되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 광산발생제는 디아릴 화합물이고, 중합되는 혼합물 중에 0.35 중량% 내지 0.7 중량%의 범위 내로 사용되는 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  26. 청구항 13 내지 청구항 25 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 중합은 선택된 비율의 잔류 작용기를 갖는 폴리머를 제공하도록 조절된 것인 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 잔류 작용기에서의 반응에 의하여 상기 폴리머 표면에 아민 작용기를 제공하는 단계를 더 포함하는 자외선 광 투과 폴리머의 제조방법.
  28. 청구항 13 내지 청구항 27 중 어느 하나의 항에 따른 방법에 의하여 제조된 자외선 광 투과 폴리머.
  29. 70-80%의 예비중합된 1,4 시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 19-29%의 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 및 0.2% 내지 2%의 트리아릴 광산발생제 또는 디아릴 광산발생제의 중합에 의하여 얻어질 수 있는 리소그래피 용도용 폴리머.
  30. 청구항 29에 있어서, 0.5% 내지 1%의 트리아릴 광산발생제 또는 0.35% 내지 0.7%의 디아릴 광산발생제가 사용되는 것인 리소그래피 용도용 폴리머.
  31. 청구항 1 내지 청구항 12 또는 청구항 28 중 어느 하나의 항에 따른 폴리머의 용도로서, 포토레지스트로서; 포토리소그래피 공정에서; 발광 다이오드용 코팅, 인캡슐런트(encapsulant) 또는 렌즈로서; 광전자 또는 전자 부품 및 조립품용 코팅 또는 인캡슐런트로서; 섬유 광학기(fibre optics)용 코팅으로서; 광학 저장 데이터의 코팅 또는 인캡슐레이션에서; 또는 마이크로유체(microfluidics) 또는 도파관(waveguide) 용도용 마이크로구조의 형성에서의 용도.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 발광 다이오드는 UV 발광 다이오드인 것인, 상기 폴리머의 발광 다이오드용 코팅, 인캡슐런트 또는 렌즈로서의 용도.
  33. 청구항 1 내지 청구항 12 또는 청구항 28 중 어느 하나의 항에 따른 폴리머의 고상(solid state) 조명(lighting) 장치에서의 용도로서, 여기서 적어도 하나의 발광 폴리머가 상기 폴리머 내에 함입(incorporated) 또는 인캡슐레이션된 것인 용도.
  34. 청구항 1 내지 청구항 12 또는 청구항 28 중 어느 하나의 항에 따른 폴리머의 큐벳(cuvette) 또는 현미경 슬라이드에서의 용도.
  35. 청구항 1 내지 청구항 12 또는 청구항 28 중 어느 하나의 항에 따른 폴리머로 코팅되거나, 상기 폴리머에 의하여 인캡슐레이션되거나, 또는 상기 폴리머를 포함하는 렌즈를 갖는 UV 발광 다이오드의 어레이 또는 마이크로어레이.
  36. UV 발광 다이오드 또는 상기 다이오드들의 어레이에 대하여 자기 정렬 코팅 또는 렌즈의 인시츄(in situ) 제공을 위한 방법으로서, 상기 방법은
    a) 광산발생제 및 일반식 1의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계;
    여기서, n은 양의 정수이고, A는 실질적으로 UV 비흡수성인 코어 기이며, 상기 UV 비흡수성인 코어 기는 지방족 고리를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 탄화수소; 또는 일반식 II의 폴리디알킬실록산을 포함하고:
    여기서, 각각의 R2 기들은 독립적으로 C1-C10 알킬 또는 시클로알킬기이고, m은 양의 정수이며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있고; 또는
    일반식 I의 화합물은 일반식 III의 폴리디알킬실록산이고:
    여기서, Y 기들은 독립적으로 하기 형태의 말단 캡핑 기이고,
    R2 및 m은 전술한 것과 동일한 의미를 가지며, 상기 폴리디알킬실록산 쇄는 분지될 수 있으며;
    여기서 각각의 R1은 독립적으로 하기 구조를 포함하는 작용기이고,
    각각의 -R3- 기들은, 독립적으로, 존재하거나 존재하지 않을 수 있는 가교기(linking group)이고, 존재하는 경우 에테르 가교(linkage)를 함유할 수 있는 C1 내지 C10 탄화수소 쇄일 수 있고,
    b) 상기 혼합물을 UV 발광 다이오드 또는 UV 발광 다이오드의 어레이 또는 마이크로어레이의 표면에 적용하는 단계;
    c) 선택된 기간의 시간 동안 상기 UV 발광 다이오드 또는 다이오드들을 켜는 단계; 및
    d) 상기 UV 발광 다이오드 또는 다이오드들의 근처로부터 단계 c) 동안 중합되지 않은 혼합물을 제거하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  37. 청구항 36에 있어서, 상기 UV 발광 다이오드 또는 다이오드들에 적용하기 전에 상기 혼합물을 부분적으로 중합하여 예비중합체를 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  38. 일반식 A에 따른 화합물:
    여기서, m은 양의 정수이다.
  39. 청구항 38에 있어서, 분자량이 740 내지 64,000인 것인 화합물.
  40. 일반식 B에 따른 화합물:
    여기서, p 및 q는 양의 정수이다.
  41. 청구항 40에 있어서, 분자량이 700 내지 45,000인 것인 화합물.
  42. 청구항 40 또는 청구항 41에 있어서, 메틸기에 대한 하기 기의 비가 1:8 내지 1:16인 것인 화합물:
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