(57)【要約】  本発明による実施形態は、１種以上の単量体と共に、潜在的触媒、熱または光活性化剤を含有する組成物を含み、当該組成物が５０℃〜１００℃以上の温度に加熱されると、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）され、実質的に透明な薄膜を形成する。あるいは、本発明の組成物は、適切な放射線にさらされることによって重合されることができる。当該単量体は、１．４〜１．６の範囲の屈折率を有し、これにより、これらの組成物は、各種の屈折率の透明薄膜を形成するように調整することができる。本発明の組成物は、透明薄膜を形成し、組成物の屈折率をさらに増加させる無機ナノ粒子をさらに含む。したがって、本発明の組成物は、とりわけコーティング、カプセル材、充填剤、レベリング剤を含む各種の光電子用途に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、
【化１】
2020530508.tif 000034
式中、
ｍは０、１または２の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、トリ（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシシリル、および式（Ａ）の基からなる群より選択され、
【化２】
2020530508.tif 000035
式中、
Ｚは、結合、または（ＣＲ５Ｒ６）ａ、Ｏ（ＣＲ５Ｒ６）ａ、（ＣＲ５Ｒ６）ａＯ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＳｉＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂからなる群より選択される基であり、ａとｂは、同一または異なってもよく、それぞれ独立して、１〜１２の整数であり、
Ｒ５およびＲ６は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択され、
アリールは、フェニル、または、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択された１種以上の基で置換されたフェニルである、
ｂ）ルテニウムおよびオスミウムからなる群より選択された金属を含む潜在的有機遷移金属触媒、
ｃ）光活性酸発生剤、光活性塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤、およびそれらの組み合わせからなる群より選択された１種以上の添加物
を含む組成物であって、
式（Ｉ）の前記単量体は、少なくとも１．５の屈折率を有し、前記組成物は、室温で透明な液体であることを特徴とする、組成物。
【請求項２】
式（Ｉ）の互いに異なる第１および第２の単量体と、少なくとも１．５の屈折率および１００センチポアズ未満の粘度を有する前記第１および第２の単量体の１つとを含み、前記第１の単量体は、前記第２の単量体と完全に混和して、透明な溶液を形成す、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
５０℃から１００℃の温度に加熱されたときに実質的に透明な薄膜を形成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記薄膜が、可視光の９０％以上の透過率を有する、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記薄膜が、可視光の９５％以上の透過率を有する、請求項３に記載の組成物。
【請求項６】
式（Ｉ）の単量体が以下からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
【化３−１】
2020530508.tif 000036
【化３−２】
2020530508.tif 000037
【化３−３】
2020530508.tif 000038
【化３−４】
2020530508.tif 000039
【化３−５】
2020530508.tif 000040
【請求項７】
前記潜在的触媒が、式（ＩＩＡ）の化合物、式（ＩＩＢ）の化合物、式（ＩＩＩＡ）の化合物、式（ＩＩＩＢ）の化学物、および式（ＩＩＩＣ）の化合物からなる群より選択された有機−ルテニウム化合物であり、
【化４】
2020530508.tif 000041
式中、
Ｘは、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群より選択されるハロゲンであり、
ＹはＯおよびＳからなる群より選択され、
Ｙ’は、ＯＲ９ＳＲ９および−Ｎ＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ（Ｃ１−Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｒ９は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ、−ＯＣＨ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）からなる群より選択され、
ＬはＰＲ３またはＯ＝ＰＲ３であり、ここでＲは、独立して、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、シクロヘキシル、ビシクロ（Ｃ５−Ｃ１０）アルキル、フェニル、ベンジル、イソプロポキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、シクロヘキシルオキシ、フェノキシ、およびベンジルオキシからなる群より選択され、
Ｒ７は、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、置換もしくは非置換のシクロヘキシル、置換もしくは非置換のフェニル、置換もしくは非置換のビフェニル、および置換もしくは非置換のナフチルからなる群より選択され、
Ｒ８は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ、−ＮＨＣＯ（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、−ＮＨＣＯ−パーフルオロパーフルオロ（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、−ＳＯ２Ｎ（（Ｃ１−Ｃ６）アルキル）２、および−ＮＯ２からなる群より選択され、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、およびＡｒ４は、同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル、置換もしくは非置換のビフェニル、および置換もしくは非置換のナフチルからなる群より選択され、
前記置換基は、メチル、エチル、イソ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびフェニルからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記有機−ルテニウム化合物が以下からなる群より選択される、請求項７に記載の組成物。
【化５−１】
2020530508.tif 000042
【化５−２】
2020530508.tif 000043
【化５−３】
2020530508.tif 000044
【化５−４】
2020530508.tif 000045
【化５−５】
2020530508.tif 000046
【請求項９】
１種以上の添加剤が以下からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
【化６−１】
2020530508.tif 000047
【化６−２】
2020530508.tif 000048
【化６−３】
2020530508.tif 000049
【化６−４】
2020530508.tif 000050
【化６−５】
2020530508.tif 000051
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は、同一または異なり、それぞれ独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキルからなる群より選択され、または、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４のうちの各種の２つは、これらに結合する窒素原子と共に（Ｃ３−Ｃ１２）環状または（Ｃ５−Ｃ１２）二環式環を形成し、
Ｒ１５は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、および置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択される。
【化７】
2020530508.tif 000052
式中、ｎは０〜５の整数であり、
Ｒ１５は前記と同様であり、
Ｒ１６は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリールおよび置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択され、
Ｒ１７は、独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、および置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択される。
【請求項１０】
ａ）式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、
【化８】
2020530508.tif 000053
式中、
ｍは０、１または２の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、トリ（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシシリル、および式（Ａ）の基からなる群より選択され、
【化９】
2020530508.tif 000054
式中、
Ｚは、結合、または（ＣＲ５Ｒ６）ａ、Ｏ（ＣＲ５Ｒ６）ａ、（ＣＲ５Ｒ６）ａＯ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＳｉＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂからなる群より選択される基であり、ａとｂは同一または異なり、それぞれ独立して、１〜１２の整数であり、
Ｒ５およびＲ６は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択され、
アリールは、フェニル、または、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択された１種以上の基で置換されたフェニルである、
ｂ）ルテニウムおよびオスミウムからなる群より選択された金属を含む潜在的有機遷移金属触媒、
ｃ）ナノ粒子を含む分散液を含むことを特徴とする、組成物。
【請求項１１】
前記ナノ粒子が、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウムジルコニウム、および酸化チタンジルコニウムのうちの少なくとも１種を含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記潜在的有機遷移金属触媒が、以下からなる群より選択された有機−ルテニウムである、請求項１０に記載の組成物。
【化１０−１】
2020530508.tif 000055
【化１０−２】
2020530508.tif 000056
【化１０−３】
2020530508.tif 000057
【化１０−４】
2020530508.tif 000058
【化１０−５】
2020530508.tif 000059
【請求項１３】
５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン）ジクロロ−（フェニルメチリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ルテニウム、および酸化ジルコニウムナノ粒子を含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１４】
実質的に透明な薄膜を形成するためのキットであって、
ａ）式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、
【化１１】
2020530508.tif 000060
式中、
ｍは０、１または２の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、トリ（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシシリル、および式（Ａ）の基からなる群より選択され、
【化１２】
2020530508.tif 000061
式中、
Ｚは、結合、または（ＣＲ５Ｒ６）ａ、Ｏ（ＣＲ５Ｒ６）ａ、（ＣＲ５Ｒ６）ａＯ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＳｉＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂからなる群より選択される基であり、ａとｂは、同一または異なってもよく、それぞれ独立して、１〜１２の整数であり、
Ｒ５およびＲ６は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択され、
アリールは、フェニル、または、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、およびフェノキシからなる群より選択された１種以上の基で置換されたフェニルである。
ｂ）ルテニウムおよびオスミウムからなる群より選択された金属を含む潜在的有機遷移金属触媒、
ｃ）光酸発生剤、光塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤、およびそれらの組み合わせからなる群より選択された１種以上の添加物を必要に応じて含み、
ｄ）必要に応じて、ナノ粒子を含む分散液を含むことを特徴とする、キット。
【請求項１５】
ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子は、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム−ジルコニウム、および酸化チタン−ジルコニウムのうちの少なくとも１種を含む、請求項１４に記載のキット。
【請求項１６】
互いに異なる式（Ｉ）の少なくとも２種の単量体を含み、一方の単量体が他方の単量体に完全に溶解し、前記組成物が５０℃から１００℃の温度に十分な時間をかけて加熱されるとき、十分な時間をかけて、少なくとも９０％の可視光透過率を有する実質的に透明な薄膜を形成する、請求項１４に記載のキット。
【請求項１７】
５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）ヨウ化物、および（４−チオフェニル）フェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートおよびビス−（トリフェニルスルホニウム）スルフィドビス−ヘキサフルオロホスフェートとの混合物を含む、請求項１４に記載のキット。
【請求項１８】
５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール（ＥｕＯＨＮＢ）、および酸化ジルコニウムナノ粒子を含む、請求項１４に記載のキット。
【請求項１９】
請求項１に記載の組成物を含む、薄膜。
【請求項２０】
請求項１０に記載の組成物を含む、薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互引用
【０００２】
本願は、２０１７年８月１０日付で出願された米国仮出願第６２／５４３，４４９号の優先権を主張し、全体が参照として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
本発明による実施形態は、一般に、単一成分の塊状重合性ポリシクロオレフィン単量体と、無機ナノ粒子が分散された組成物であって、優れた光透過性と、適切な屈折率を有する組成物に関する。前記組成物の屈折率は、光学デバイスの中でも、特に光学センサ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のレイヤが有する屈折率と一致する。より具体的には、本発明は、室温で安定的な単一成分の組成物であって、ノルボルネン（ＮＢ）系のオレフィン単量体を含み、無機ナノ粒子が分散されており、高温または光分解条件下で塊状重合を起こし、カプセル化剤、コーティング、フィラーなどを含む光電子分野の各種の用途に用いられる透明光学層を形成する組成物に関する。
【０００４】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、薄型テレビおよびその他のフレキシブルディスプレイを含む各種の用途において徐々にその重要性が増加している。しかしながら、従来のＯＬＥＤ、特に下部発光型（ｂｏｔｔｏｍ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ）ＯＬＥＤは、生成した光子の半分しかガラス基板に放出されず、２５％は大気に排出されるという欠点がある。光子の残りの半分は、導波してＯＬＥＤスタック内で消失する。光子の損失は、主に屈折率（ｎ）が有機層（ｎ＝１．７〜１．９）とガラス基板（ｎ＝１．５）とにおいて一致しないことに起因する。基板（ｎ＝１．８）と有機層の屈折率を一致させ、発光領域からカソードまでの距離を増加させてプラズモン損失を抑制すると、基板への光放出は８０〜９０％に増加する。例えば、Ｇ．Ｇａｅｒｔｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．６９９９，６９９９２Ｔ  ｐｐ１−１２（２００８）を参照されたい。
【０００５】
また、ＯＬＥＤは別の課題を有している。ＯＬＥＤは有機材料であるため、一般的に水分、酸素、温度、その他の苛酷な環境に敏感である。よって、苛酷な大気条件ではＯＬＥＤを保護することが必要不可欠である。例えば、米国公開特許第２０１２／０００９３９３を参照されたい。
【０００６】
当該分野で直面する問題に対処するために、米国特許第８２６３２３５号は、有機発光材料と、芳香環を有さない脂肪族化合物のうちの少なくとも１種からなり、発光される光の屈折率が１．４〜１．６である発光層の用途を開示している。当該脂肪族化合物は、一般的に各種のポリアルキルエーテル類であり、これらの物質は高温で不安定であることが知られている。例えば、Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉ＆ＥＣ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．３，２０６−２１０（１９６２）を参照されたい。
【０００７】
２０１６年９月１日付で出願され、現在同時係属中の米国特許出願第１５／２５３，９８０号は、屈折率を好適な範囲に調整することができ、フィラーおよび保護コーティング材として適しており、各種のＯＬＥＤデバイスの製造に用いることができる二成分の塊状重合性組成物を開示している。前記の出願が開示する組成物は各種の利点を有しているが、二成分系の欠点はそのままであり、さらに有機重合体だけではＯＬＥＤに必要な高屈折率が得られないという問題点を依然として有している。さらに、ＯＬＥＤの製造条件はもちろんのこと室温でも安定しており、適切な高温および／または光分解条件に置かれると即座に重合可能な塊状重合性組成物を提供する必要性はそのままである。
【０００８】
したがって、ＯＬＥＤの屈折率を補完しながら、他の好適な特性の中でも特に高い透明性と良好な熱特性を示すフィラー材料が依然として求められている。また、前記有機充填材料は、永久的な保護コーティングを容易に形成し、ＯＬＥＤ層に用いられる単一成分組成物として使用可能であることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、当該技術分野が直面する問題点を克服する有機／無機ナノ粒子複合材料を提供することである。より具体的には、ＯＬＥＤデバイスの製造条件下で塊状重合する単一成分組成物を提供することである。さらに本発明は、一般的な保存条件またはそれ以下では粘度に変化がないが、ＯＬＥＤデバイスを最終的に製造する製造条件下でのみ、例えば照射および／または加熱工程下でのみ塊状重合する安定した単一成分塊状重合性組成物を提供することをさらなる目的とする。
【００１０】
本発明のその他の目的および適用範囲については、下記の詳細な説明で記述する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
単一成分充填材組成物を採択することで、これまで達成できなかった透明光学層の性質、すなわち１．４〜１．８またはそれ以上の屈折率、高い無色光学透明度、一般的に１０〜２０μｍの範囲が好ましいが、意図する用途に応じてさらに薄くまたは厚く調整可能な充填材層の膜厚、ＯＬＥＤスタック、特にカソード層（ＯＬＥＤスタックの最上部にある最も薄い層）に対する互換性、ＯＬＥＤスタック上の配合物の重合に対する互換性（短い重合時間と１００℃未満の温度で光分解的または熱的に処理可能な性質を含む）、ＯＬＥＤスタックとガラスカバーの両方に対する接着性などの性質を有するＯＬＥＤデバイスを製造することができることが見出された。また、本発明の組成物が一般的に低粘度を求めるＯＬＥＤ層にわたって良好で均一なレベリングを期待できることにも注目する必要がある。さらに、本発明の組成物は、剛性のポリシクロオレフィン構造により、低い収縮性を期待できる。さらに、本発明の成分は、応用時に急速に塊状重合するので、ＯＬＥＤスタックに損傷を与え得る離脱小分子を残さない。一般的に小分子添加剤を追加する必要がないことは、さらなる利点である。最も重要な点は、本発明の組成物は、最大３５℃を含む大気環境条件で数時間安定性を保持し（すなわち、粘度変化がない）、５０℃以上の温度または光分解条件下でのみ塊状重合する点である。当該組成物は５０℃以上の温度で急速に硬化し、一般的に１時間未満で硬化する。
【００１２】
本発明の組成物は「液晶滴下注入（ｏｎｅ  ｄｒｏｐ  ｆｉｌｌ；ＯＤＦ）とも互換することができる。上部発光型（ｔｏｐ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ＯＬＥＤデバイスを製造するときに主に使用される通常のＯＤＦ工程においては、特定の光学流体を添加してデバイスから上部のカバーガラスを通過する光の透過率を高め、続いて、当該流体がＯＤＦ法において加えられる。しかしながら、該方法はＯＤＦとして知られているが、実際には、一般に材料の数滴または数ラインがシールライン内に投入されるため、誤解を招く可能性がある。流体を添加した後、流体はダイ接着エポキシと同様に、上部ガラスを積層するにつれて広がっていく。当該工程は、空気が閉じ込められることを防止するために真空下で行われる。本発明は、低粘度材料が短時間で急速に基板を容易にかつ均等にコーティングすることができるようにする。さらに本発明は、特にＯＤＦ法に単一成分組成物を用いることが二成分系（ｔｗｏ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を採択することよりもはるかに便利であるということにより、従来技術の短所を克服する。
【００１３】
したがって、本発明は、単一成分組成物において、
ａ）以下の式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、
【化１】
2020530508.tif 000002
式中、
ｍは０、１または２の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、トリ（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシシリル、以下の式（Ａ）の基からなる群より選択され、
【化２】
2020530508.tif 000003
式中、
Ｚは、結合、または（ＣＲ５Ｒ６）ａ、Ｏ（ＣＲ５Ｒ６）ａ、（ＣＲ５Ｒ６）ａＯ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＳｉＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂからなる群より選択される基であり、ａとｂは、同一または異なってもよく、それぞれ独立して、１〜１２の整数であり、
Ｒ５およびＲ６は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、フェノキシからなる群より選択され、
アリールは、フェニル、または、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐の鎖ヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、フェノキシからなる群より選択された１種以上の基で置換されたフェニルである。
ｂ）ルテニウムおよびオスミウムからなる群より選択された金属を含む潜在的有機遷移金属触媒、
ｃ）光活性酸発生剤、光活性塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤、およびそれらの組み合わせからなる群より選択された１種以上の添加物を含んで、
式（Ｉ）の前記単量体は、屈折率が少なくとも１．５であり、前記組成物は室温で透明な液体である組成物を提供する。
【００１４】
本発明の別の態様において、本明細書に記載の潜在性有機遷移金属触媒と共に、本明細書に記載の式（Ｉ）の１種以上の単量体およびナノ粒子を含む分散液を含む組成物がさらに提供される。
【００１５】
本発明の別の態様では、透明な薄膜を形成する本発明の組成物を含むキットを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書で用いられる用語は下記のような意味を有する。
【００１７】
本明細書で冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、明確かつ明白に１つの対象に限定されていない限り、複数の対象を含む。
【００１８】
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられる成分の量、反応条件などを表す全ての数字、数値および／または式は、当該数値を得るために行った測定における各種の不確定要素を反映しているので、別途の記載がない限り、全て「約（ａｂｏｕｔ）」という用語で修飾されていると理解されるべきである。
【００１９】
本明細書で数字の範囲が開示されている場合、前記範囲は連続しており、当該範囲の最大値と最小値、および前記最大値と最小値間の全ての値を含む。さらに、前記範囲が整数を示す場合、範囲の最大値と最小値間の全ての整数が含まれる。さらには、特徴、または特性を説明するために複数の範囲が提示されている場合、前記複数の範囲を組み合わせることも可能である。すなわち、別途の記載がない限り、本明細書で開示される全ての範囲は、当該範囲に含まれる全ての下位範囲を含むと理解される。例えば「１〜１０」という範囲を提示した場合、当該範囲は最小値１と最大値１０の間の全ての下位範囲を含むと見なすべきである。１〜１０の下位範囲の例には、１〜６．１、３．５〜７．８、５．５〜１０などを含むが、これらに限定されない。
【００２０】
本明細書で使用される場合、記号
【化３】
2020530508.tif 000004
は、図示された基の構造に応じて、別の繰り返し単位または別の原子、分子、基、部分と結合が起こる位置を示す。
【００２１】
本明細書で「ヒドロカルビル」は、炭素原子および水素原子を含有する基を示し、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルカリル、アルケニルなどが挙げられるが、これに限定されない。「ハロヒドロカルビル」という用語は、少なくとも１つの水素がハロゲンで置換されたヒドロカルビル基を示す。「パーハロカルビル」は、全ての水素がハロゲンで置換されたヒドロカルビル基を示す。
【００２２】
本明細書で「（Ｃ１−Ｃ６）アルキル」という表現は、メチル基およびエチル基、並びに直鎖もしくは分岐のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基を含む。特にアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチルなどである。「（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ」、「（Ｃ１−Ｃ４）チオアルキル」「（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「（Ｃ１−Ｃ４）アルキルカルボニル」、「（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシカルボニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「（Ｃ１−Ｃ４）アルコキシカルボニル」、「ジフェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「フェニル（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「フェニルカルボキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」、「フェノキシ（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」などの派生表現も同様に解釈することができる。
【００２３】
本明細書で「シクロアルキル」という表現は、公知の環式基を全て含む。「シクロアルキル」の代表例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどが挙げられるが、これらに限定されない。「シクロアルコキシ」、「シクロアルキルアルキル」、「シクロアルキルアリール」、「シクロアルキルカルボニル」などの派生表現も同様に解釈することができる。
【００２４】
本明細書で「（Ｃ１−Ｃ６）パーフルオロアルキル」という表現は、前記アルキル基の全ての水素原子がフッ素原子で置換されたものを意味する。具体例としては、トリフルオロメチル基およびペンタフルオロエチル基、直鎖もしくは分岐のヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基が挙げられる。「（Ｃ１−Ｃ６）パーフルオロアルコキシ」などの派生表現も同様に解釈することができる。ここに記載された一定のアルキル基、例えば（Ｃ１−Ｃ６）アルキルは、部分的にフッ素化されてもよい。すなわち、前記アルキル基の水素原子のみがフッ素原子で置換されてもよく、内容を同様に解釈することができる。
【００２５】
本明細書で「（Ｃ６−Ｃ１０）アリール」という表現は、置換もしくは非置換のフェニルもしくはナフチルを示す。置換フェニルまたは置換ナフチルの具体例としては、ｏ−、ｐ−、ｍ−トリル、１，２−、１，３−、１，４−キシリル、１−メチルナフチル、２−メチルナフチルなどが挙げられる。また、「置換フェニル」または「置換ナフチル」は、本明細書で定義しているか、または当該分野で公知のものの中で可能な置換基を全て含む。
【００２６】
本明細書で「（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ４）アルキル」という表現は、本明細書で定義する（Ｃ６−Ｃ１０）アリールが、本明細書で定義する（Ｃ１−Ｃ４）アルキルにさらに結合されていることを意味する。代表例としては、ベンジル、フェニルエチル、２−フェニルプロピル、１−ナフチルメチル、２−ナフチルメチルなどが挙げられる。
【００２７】
「ハロゲン」、または「ハロ」は、クロロ、フルオロ、ブロモ、ヨードを意味する。
【００２８】
広義に、「置換（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ）」という用語は、有機化合物の許容可能な置換基を全て含むと解釈することができる。本明細書に開示されている特定の実施形態において、「置換」という用語は、独立して、（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ２−Ｃ６）アルケニル、（Ｃ１−Ｃ６）パーフルオロアルキル、フェニル、ヒドロキシ、−ＣＯ２Ｈ、エステル、アミド、（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシ、（Ｃ１−Ｃ６）チオアルキル、（Ｃ１−Ｃ６）パーフルオロアルコキシからなる群より選択される１種以上の置換基で置換されることを意味する。しかし、当該実施形態では、当業者に公知の適切な他の置換基を用いることもできる。
【００２９】
本文、構造、実施例、表において、原子が原子価（ｖａｌｅｎｃｅ）を満たしていない場合、当該原子価を満たす適切な数字の水素原子を有していると見なす。
【００３０】
「潜在的有機遷移金属触媒」という用語は、特定（通常は大気環境条件）の温度で触媒活性をほとんどまたはまったく示さず、熱、光、またはその両方でそのような活性を開始する有機遷移金属化合物を意味する。
【００３１】
本明細書において、「由来（ｄｅｒｉｖｅｄ）」という用語は、重合体繰り返し単位が、例えば、式（Ｉ）〜（ＩＶ）による多環ノルボルネン型単量体から重合（形成）されることを意味する。この場合、結果として得られた重合体は、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）されたものであり、例えば、ノルボルネン型単量体の２，３二重結合は、以下に示すように開環および重合される：
【化４】
2020530508.tif 000005
【００３２】
したがって、本発明は、単一成分組成物において、
ａ）以下の式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、
【化５−１】
2020530508.tif 000006
式中、
ｍは０、１または２の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、ヒドロキシ（Ｃ１−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、パーフルオロ（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、トリ（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシシリル、以下の式（Ａ）の基からなる群より選択され、
【化５−２】
2020530508.tif 000007
式中、
Ｚは、結合、または（ＣＲ５Ｒ６）ａ、Ｏ（ＣＲ５Ｒ６）ａ、（ＣＲ５Ｒ６）ａＯ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ−（ＳｉＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−Ｏ（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂ、（ＣＲ５Ｒ６）ａ−（ＣＯ）−（ＣＲ５Ｒ６）ｂからなる群より選択される基であり、ａとｂは、同一または異なってもよく、それぞれ独立して、１〜１２の整数であり、
Ｒ５およびＲ６は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐のヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、フェノキシからなる群より選択され、
アリールは、フェニル、または、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ６）アルキルオキシ、アセトキシ、（Ｃ２−Ｃ６）アシル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、直鎖もしくは分岐の鎖ヒドロキシ（Ｃ３−Ｃ６）アルキル、フェニル、フェノキシからなる群より選択された１種以上の基で置換されたフェニルである。
ｂ）ルテニウムおよびオスミウムからなる群より選択された金属を含む潜在的有機遷移金属触媒、
ｃ）光活性酸発生剤、光活性塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤、およびそれらの組み合わせからなる群より選択された１種以上の添加物を含む、組成物を提供する。
【００３３】
本明細書で使用される場合、アリールはさらに以下を含み得る：
【化６】
2020530508.tif 000008
式中、各式のＲｘは、独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１２）アルキル、または（Ｃ６−Ｃ１０）アリールから選択される。
【００３４】
前述したように、式（Ｉ）の単量体は、少なくとも１．５の屈折率を有し、組成物は、室温で透明な液体の形である。
【００３５】
本発明の組成物で採択する単量体は、参考文献において知られているか、または当該分野において同一または類似の単量体を製造する方法として知られている各種の方法で製造することができる。
【００３６】
さらに、本明細書に記載の単量体は、例えば、有機−ルテニウムおよび有機−オスミウム化合物などの特定の遷移金属触媒を使用して、質量開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）条件下で重合する場合、溶媒を使用せずに、ニートな形で容易に塊重合する。例えば、Ｒ．Ｈ．Ｇｒｕｂｂｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ，Ｅｄ．：Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、ｗｅｉｎｈｅｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ，２００３，Ｒ．Ｈ．Ｇｒｕｂｂｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ２００１，３４，１８−２９，Ｒ．Ｈ．Ｇｒｕｂｂｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００６，４５，３７６０−３７６５．を参照されたい。また、米国特許第６，８３８，４８９号を参照し、その関連部分は参照により本明細書に組み込まれる。本明細書の「塊状重合」とは、当該分野において一般的に受け入れられている意味を有する。言い換えれば、実質的に溶媒の非存在下で実施される重合反応を意味する。ただし、一部の場合は、反応媒質内に少量の溶媒が存在することもある。例えば、前述した少量の溶媒は、潜在的触媒および／または活性剤の溶解、または反応媒質への運搬に用いられることもあり、単量体の粘度の低減に用いられることもある。反応媒質内で用いられる溶媒の量は単量体の総重量に対して０〜５重量％の範囲である。本発明では、触媒、活性剤および／または単量体を溶解するのに適切な溶媒であればいずれも使用可能である。前記溶媒の例としては、アルカン、シクロアルカン、トルエン、ＴＨＦ、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどが挙げられる。
【００３７】
潜在的触媒および活性剤の溶解に１種以上の単量体自体を用いることで、溶媒の使用を回避できることが見出された。さらに、１種の単量体を他の単量体の溶媒として機能させると、追加の溶媒が必要でない。例えば、式（Ｉ）の第１単量体が室温で固体である場合、室温で液体である式（Ｉ）の第２単量体は、式（Ｉ）の第１単量体の溶媒として使用することができる。その逆も同様である。よって、前述のような状況では、本発明の組成物は１種以上の単量体を採択することができる。
【００３８】
その結果、式（Ｉ）の単量体が、適切な基板に当該組成物を塗布するときとは異なる温度および／または条件で塊状重合を行って得られた重合体薄膜に高屈折率を与える高屈折率材料として機能することが分かった。一般に、本発明に適した式（Ｉ）の単量体は、屈折率が少なくとも１．５である特徴を有する。実施形態において、式（Ｉ）の単量体の屈折率は１．５より高い。別の実施形態において、式（Ｉ）の単量体の屈折率は約１．５〜１．６の範囲である。また別の実施形態において、式（Ｉ）の単量体の屈折率は１．５５よりも高く、１．６よりも高く、または１．６５よりも高い。さらに別の実施形態においては１．７よりも高くてもよい。
【００３９】
通常、本発明の組成物は粘度が低く、１００センチポアズ未満またはそれ以上である。実施形態において、本発明の組成物の粘度は９０センチポアズ未満である。また別の実施形態において、本発明の組成物の粘度は約１０〜１００センチポアズの範囲である。また別の実施形態において、本発明の組成物の粘度は８０ｃＰ未満、６０ｃＰ未満、４０ｃＰ未満、または２０ｃＰ未満である。さらに別の実施形態においては２０ｃＰ未満であってもよい。
【００４０】
本発明の組成物が、例えば、２種以上の単量体を含む場合、それらは、屈折率修正、粘度修正のいずれかまたは両方を含む、好適な利益をもたらす各種の好適な量で存在し得る。したがって、式（Ｉ）の第１の単量体の式（ＩＩ）の第２の単量体に対するモル比は、１：９９〜９９：１であり得る。実施形態において、式（Ｉ）の単量体と式（ＩＩ）の単量体のモル比は５：９５〜９５：５の範囲であり、または別の実施形態においては、１０：９０〜９０：１０、２０：８０〜８０：２０、３０：７０〜７０：３０、６０：４０〜４０：６０、５０：５０の範囲、または他の範囲であってもよい。同様に、式（Ｉ）の２種以上の異なる単量体が使用される場合、好適な結果をもたらすようなものであれば単量体の各種の比率を使用することができる。
【００４１】
一般に、本発明による組成物は、前述した式（Ｉ）の単量体１種以上と、必要に応じて異なる式（Ｉ）の単量体１種以上を含み、後述するように、当該組成物の各種の実施形態は、実施形態の用途に適合し、かつ好適な性質を有するように選択される。つまり、本発明の実施形態は、特定の用途に合わせて調整することができる。
【００４２】
例えば、前述したように、異なる式（Ｉ）の単量体を適切に組み合わせることで、当該組成物が適切な屈折率、粘度、光透過率を有するように調整することができる。さらに、本明細書でさらに説明するように、例えば、最終用途に応じて好適な光学特性を提供するのに適合する無機ナノ粒子などの、他の重合体材料または単量体材料を含むことが好ましい場合がある。すなわち、本発明の組成物は、好適な性質を得られるようにするその他の高屈折率高分子材料およびナノ粒子を含んでもよい。当該重合体に制限はないが、例えばポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（ビニル−トルエン）、α−メチルスチレンとビニル−トルエンとの共重合体などが挙げられる。ナノ粒子の例については、以下でさらに詳しく説明する。
【００４３】
また、本発明の組成物はさらに単量体を含んでもよいことが見出された。実施形態において、本発明による組成物は、式（ＩＶ）の単量体より選択された１種以上の単量体をさらに含んでもよい。
【００４４】
前記式（ＩＶ）の単量体は、
【化７】
2020530508.tif 000009
式中、
ｏは０〜２の整数であり、
ＤはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３、または以下から選択される基であり、
【化８】
2020530508.tif 000010
式中、ｃは１〜１０の整数であり、１つ以上のＣＨ２が、必要に応じて（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ１０）パーフルオロアルキル、または（Ｃ６−Ｃ１４）アリールで置換され、
Ｒ１８、Ｒ１９、およびＲ２０は同一または異なり、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、ヒドロカルビルから選択され、ヒドロカルビルは、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の鎖（Ｃ３−Ｃ１２）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、（Ｃ１−Ｃ１２）アルコキシ、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルコキシ、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ（Ｃ１−Ｃ３）アルキルまたは（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシから選択され、
Ｒ２１、Ｒ２２、およびＲ２３は、それぞれ独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ９）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１４）アリール、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ９）アルコキシ、または置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１４）アリールである。
【００４５】
本発明の前記態様において、式（ＩＶ）の単量体がさらなる利点を提供することが見出された。すなわち、単量体の性質に依存する式（ＩＶ）の単量体は、組成物に高屈折率または低屈折率を付与することができ、したがって、ニーズを満たすように調整することができる。加えて、式（ＩＶ）の単量体は一般に接着特性を改善し、したがって「接着改質剤」として使用できる。最後に、式（ＩＶ）の単量体は、他の各種の利点の中でも、潜在的触媒および／または活性剤に対して低粘度および良好な溶解性を示す場合がある。
【００４６】
したがって、式（Ｉ）の単量体の範疇に属する単量体であれば、いずれも本発明の組成物に採択することができる。下記に式（Ｉ）の単量体の代表的な例を挙げるが、これに限定されない。
【化９−１】
2020530508.tif 000011
【化９−２】
2020530508.tif 000012
【化９−３】
2020530508.tif 000013
【化９−４】
2020530508.tif 000014
【化９−５】
2020530508.tif 000015
【００４７】
本発明のさらに別の実施形態において、当該組成物は、本明細書で記載されたように、ＲＯＭＰの条件下で塊状重合を起こす潜在的触媒を種類に制限なく含む。一般に、そのような適切な潜在的触媒には、周知の多数の有機遷移金属錯体が挙げられ、その中でも有機−ルテニウムまたは有機−オスミウム化合物が挙げられる。
【００４８】
したがって、本発明の組成物は、式（ＩＩ）の化合物と式（ＩＩＩ）の化合物からなる群より選択される有機−ルテニウム化合物である潜在的触媒を包含する。
【化１０】
2020530508.tif 000016
式中、
Ｘは、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群より選択されるハロゲンであり、
ＹはＯおよびＳからなる群より選択され、
Ｙ’は、ＯＲ９  ＳＲ９および−Ｎ＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ（Ｃ１−Ｃ６）アルキルであり、ここで、Ｒ９はメチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ、−ＯＣＨ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）からなる群より選択され、
ＬはＰＲ３またはＯ＝ＰＲ３であり、ここで、Ｒは、独立して、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、シクロヘキシル、ビシクロ（Ｃ５−Ｃ１０）アルキル、フェニル、ベンジル、イソプロポキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、シクロヘキシルオキシ、フェノキシ、およびベンジルオキシからなる群より選択され、
Ｒ７は、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、置換もしくは非置換のシクロヘキシル、置換もしくは非置換のフェニル、置換もしくは非置換のビフェニル、および置換もしくは非置換のナフチルからなる群より選択され、
Ｒ８は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、メトキシ、エトキシ、直鎖もしくは分岐の（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ、−ＮＨＣＯ（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、−ＮＨＣＯ−パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、−ＳＯ２Ｎ（（Ｃ１−Ｃ６）アルキル）２、および−ＮＯ２からなる群より選択され、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、およびＡｒ４は同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル、置換もしくは非置換のビフェニル、および置換もしくは非置換のナフチルからなる群より選択され、
前記置換基は、メチル、エチル、イソ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびフェニルからなる群より選択される。
【００４９】
一般に、式（Ｉ）の単量体の開環メタセシス重合をもたらす潜在性有機遷移金属触媒はいずれも本発明の組成物に使用することができる。より具体的にはは、環境温度でほとんどまたは全く活性を示さない有機−ルテニウムと有機−オスミウム化合物を使用することができる。すなわち、室温または室温付近で安定な潜在的触媒が、本発明の組成物により適している。潜在的触媒は、各種の条件によって活性化してもよく、ここには、熱、酸、光、および化学的活性化を含むが、これらに限定されない。化学的活性化には、熱酸発生剤または光酸発生剤の使用が含まれてもよい。
【００５０】
ＲＯＭＰ触媒を休止状態にする別のアプローチは、例えば、光塩基発生剤などの適切な失活剤の添加により触媒を失活させることである。当該触媒は、熱酸発生剤または光酸発生剤の使用により再び活性化される。ＲＯＭＰ触媒の潜在性（ｌａｔｅｎｃｙ）を調整する別のアプローチは、以下でさらに例示するように、Ｎ−複素環カルベン（ＮＨＣ）リガンドを操作する方法である。したがって、本明細書に記載の各種の異なる技術を使用して、本明細書に記載の電子デバイスの製造を促進するために、後で光分解または熱処理、または化学的活性化により活性化できる触媒を潜在的にすることができる。
【００５１】
本発明の組成物に使用するのに適した潜在的触媒は、参考文献に記載された周知の触媒であってもよいし、当該技術分野で周知の方法のいずれかによって容易に作製することができる。例えば、Ｇｒｕｂｂｓ，ｅｔａｌ．，Ｏｒｇａｎｏｍ  ｅｔ  ａｌｌｉｃｓ，２０１１，３０（２４）６７１３−６７１７；Ｓｕｔａｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．２０１６，５５，７６４−７６７；Ｌｅｉｔｇｅｈ，ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｎａｔｓｈ  Ｃｈｅｍ（２０１４）１４５：１５１３−１５１７；ｖａｎ  Ｈｅｎｓｂｅｒｇｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃ．２０１５，３，６９３−７０２；Ｇｒｕｂｂｓ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．，２００９，１３１，２０３８０２０３９；Ｚａｋ，ｅｔ  ａｌ．，Ｅｕｒ．Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２０１４，１１３１−１１３６；Ｇａｗｉｎ，ｅｔ  ａｌ．，ＡＣＳ  Ｃａｔａｌ．２０１７，７，５４４３−５４４９を参照されたい。本明細書に参照として組み込まれている米国特許第９，３２８，１３２号を参照にしてもよい。
例示的な潜在、すなわち有機−ルテニウム化合物は、
【化１１−１】
2020530508.tif 000017
【化１１−２】
2020530508.tif 000018
【化１１−３】
2020530508.tif 000019
【化１１−４】
2020530508.tif 000020
【化１１−５】
2020530508.tif 000021
からなる群より選択されてもよいが、これに限定されない。
【００５２】
前述のように、本発明の組成物は、光活性酸発生剤、光活性塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤、およびこれらの組み合わせからなる群より選択された１種以上の添加剤をさらに含有する。例えば、光酸発生剤、光塩基発生剤などの特定の周知の光活性化学物または熱活性化合物をこの目的に使用できることが分かった。
【００５３】
実施形態において、下記式（Ｖ）の光酸発生剤が本発明の組成物に採択される。
【化１２】
2020530508.tif 000022
式中、Ａｒｙｌ１およびＡｒｙｌ２は、同一または異なり、独立して、置換もしくは非置換のフェニル、ビフェニル、ナフチルからなる群より選択される。
【化１３】
2020530508.tif 000023
は、カチオン性錯体に弱く配位された弱配位性アニオン（ＷＣＡ）である。より具体的にはは、ＷＣＡアニオンは相対的に非活性であるので、非酸化性、非還元性、非求核性である。一般に、ＷＣＡはボレート、ホスファイト、ヒ酸塩、アンチモン酸塩、アルミン酸塩、ボラトベンゼンアニオン、カルボラン、ハロカルボランアニオン、スルホンアミド酸塩およびスルホネートから選択される。
【００５４】
式（Ｖ）の化合物の代表例は、次のとおりである。
【化１４】
2020530508.tif 000024
式中、Ｒ３０およびＲ３１は、同一または異なり、それぞれ独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１２）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルキル、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、（Ｃ１−Ｃ１２）アルコキシ、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１２）ビシクロアルコキシ、（Ｃ７−Ｃ１４）トリシクロアルコキシ、（Ｃ６−Ｃ１０）アリールオキシ（Ｃ１−Ｃ３）アルキル、（Ｃ６−Ｃ１０）−アリールオキシから選択される。また、式（Ｖ１）、（Ｖ２）、（Ｖ３）の前記化合物に、Ｒ３０およびＲ３１の置換基が１つ以上存在することができる。
【００５５】
同様に、周知のスルホニウム塩および四級アンモニウム塩も使用できる。各種の光塩基発生剤は勿論のこと、熱塩基発生剤も使用できる。そのような熱塩基発生剤の代表例は、その関連部分が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，６９０，１９６号で見出すことがでる。光塩基発生剤の代表例は、その関連部分が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開番号ＵＳ−２０１６−０２３８９３２−Ａ１で見出すことができる。
【００５６】
本発明の組成物に採択してもよい適切な添加剤の例は、以下のとおりであるが、これに限定されない。
【化１５−１】
2020530508.tif 000025
【化１５−２】
2020530508.tif 000026
【化１５−３】
2020530508.tif 000027
【化１５−４】
2020530508.tif 000028
【００５７】
熱酸発生剤のまた別の代表的な例としては、ハロゲン化物、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、ホスファイト、ヘキサフルオロホスファイト、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、およびスルホネートを含む、各種の第四級アンモニウム塩が挙げられる。例えば、スルホネートは一般的に以下の式で示される。
【化１６】
2020530508.tif 000029
式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は、同一または異なり、それぞれ独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、（Ｃ３−Ｃ１２）シクロアルキルからなる群より選択され、または、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４のうちの各種の２つは、これらに結合する窒素原子と共に（Ｃ３−Ｃ１２）環状または（Ｃ５−Ｃ１２）二環式環を形成し、
Ｒ１５は、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、および置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択される。
【００５８】
当該第四級アンモニウム塩は、テトラ酢酸アンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウムなどのテトラ−アルキルアンモニウム塩が含まれるが、これらに限定されない。他の代表的な第四級アンモニウム塩には、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商品名Ｋ−ＰＵＲＥ（登録商標）第四級アンモニウムブロック酸で市販されている、各種のスルホネートが挙げられる。ジノニルナフタレンジスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、およびパーフルオロブタンスルホン酸の塩を含む、各種の第四級アンモニウムスルホネートを使用できる。このような第四級アンモニウムスルホネートの代表例には、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−ベンジルトリフレート、Ｎ−ベンジル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−ニトロ−Ｎ−フェニルノナフルオロブタンスルホネート、４−メチル−Ｎ−ベンジル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−フェニルトリフレート、Ｎ−ベンジル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−フェニルトリフレート、４−メトキシ−Ｎ−ベンジル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−フェニルトリフレートなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらの第四級アンモニウム塩の一部は市販されており、例えば、ＴＡＧ−２６７８、ＴＡＧ−２６８９、およびＴＡＧ−２７００はすべてＫｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手できる。
【００５９】
また別の第四級塩は、以下に示す式の各種のピリジニウムスルホネートが挙げられる。そのようなピリジニウム塩には、前記のようなもの以外に、アニオン、すなわち、ハロゲン化物、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、ホスファイト、ヘキサフルオロホスファイト、ヘキサフルオロアンチモン酸塩などが含まれてもよい。
【化１７】
2020530508.tif 000030
式中、ｎは０〜５の整数であり、
Ｒ１５は前記で定義したとおりであり、
Ｒ１６はメチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択され、
Ｒ１７は、独立して、メチル、エチル、直鎖もしくは分岐の（Ｃ３−Ｃ１６）アルキル、パーフルオロ（Ｃ１−Ｃ１２）アルキル、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール、置換もしくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１０）アリール（Ｃ３−Ｃ１６）アルキルからなる群より選択される。
【００６０】
前記ピリジニウム塩の代表例には、ピリジニウムトリフレート、１−（４−メトキシフェニル）メチル−ピリジニウムトリフレートなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００６１】
しかしながら、本明細書において採択される潜在的触媒の活性剤を生成し得るその他の周知の光活性化合物または熱活性化合物のいずれも、本発明の組成物に使用可能である。当該化合物はすべて本発明の一部として見なされる。
【００６２】
本発明のさらに別の態様において、ナノ粒子の分散体を含む本明細書に記載の組成物がさらに提供される。驚くべきことに、本発明の当該態様において、前述の添加剤のいずれも添加する必要がないことが見出された。すなわち、本発明の当該態様において、組成物は、式（Ｉ）で示される１種以上の単量体、前述の有機−ルテニウム化合物のような有機遷移化合物、およびナノ粒子の分散物のみを含む。当該組成物が、例えば、約５０℃から約１００℃以上の高温にさらされると、質量開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）されて透明な薄膜を形成する。
【００６３】
そのような変化をもたらし得る参考文献で知られているナノ粒子のいずれも、本発明の当該態様で使用することができる。一例として、米国特許第８，５９２，５１１号は、本発明のこの態様に適した特定のナノ粒子を開示しており、その関連部分は参照により本明細書に組み込まれている。したがって、前記ナノ粒子には、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム−ジルコニウム、および酸化チタン−ジルコニウムのうち少なくとも１種が含まれるが、これらに限定されない。
【００６４】
本発明の実施形態において、本明細書に開示される透明な薄膜を容易に形成するために、各種の酸化ジルコニウムナノ粒子が適切であることが見出された。
【００６５】
さらに、適切な光活性開始剤または熱活性開始剤を採択すると、当該組成物に温度上昇または適切な照射のいずれかを加えたときに、単量体の塊状重合を生じさせ得ることが見出された。また、前述の効果をもたらす光活性化合物または熱活性化合物であれば、いずれも本発明の組成物に採択できる。
【００６６】
本発明の実施形態において、本発明の組成物は、式（Ｉ）の単量体の塊状重合を促進するために、有機遷移化合物を活性化できる光増感剤化合物をさらに含有することができる。このために、適切な増感剤化合物であれば、いずれも本発明の組成物に採択できる。適切な増感剤成分は、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ベンズピレン、フルオランテン、ルブレン、ピレン、キサントン、インダントレン、チオキサンテン−９−オン、およびこれらの混合物のような光増感剤を含み、例示的な実施形態においては、適切な増感剤化合物として、２−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、４−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン（製品名ＣＰＴＸで市販、Ｌａｍｂｓｏｎ社製）、フェノチアジン、およびこれらの混合物が挙げられる。通常、光増感剤は、光源から照射したエネルギーを吸収し、そのエネルギーを適切な基板／反応物に伝達する。本発明において、前記基板／反応物は、本発明の組成物に採択された光活性開始剤である。
【００６７】
本発明の組成物において、好適な結果を得られるのであれば潜在的触媒と添加剤開始剤の含有量に特に制限はない。一般に、単量体：潜在的触媒：添加剤のモル比は１０，０００：１：１〜５，０００：１：１の範囲またはそれ以下の範囲である。一部の実施形態において、単量体：潜在的触媒：光活性開始剤または熱活性開始剤のモル比は、１５，０００：１：１、２０，０００：１：１またはそれ以上である。繰り返すが、前述のように、ナノ粒子を使用する場合、潜在的触媒を活性化するために他の添加剤を使用する必要はない。
【００６８】
本発明による組成物は、一般的に５０℃〜１００℃の温度、またはそれ以上、例えば、１５０℃または２００℃の温度で塊状重合を実施すると、実質的に透明な薄膜を形成することが見出された。すなわち、本発明の組成物が加熱されて一定温度まで上昇されると、単量体が塊状重合して可視光で実質的に透明な薄膜を形成する。言い換えれば、ほとんどの可視光が当該薄膜を透過する。実施形態において、本発明の組成物から形成された薄膜は、９０％以上の可視光透過率を示した。また別の実施形態において、本発明の組成物から形成された薄膜は、９５％以上の可視光透過率を示した。該塊状重合を生じさせ得る温度は、例えば前述したように５０℃〜１００℃が採択できる。また、５０℃未満１００℃超の温度でもよい。実施形態において、採択される温度は６０℃、７０℃、８０℃、９０℃であるか、または１２０℃よりも高い。
【００６９】
また別の実施形態において、本発明の組成物は、ＵＶの照射に露光されるときに塊状重合して、実質的に透明な薄膜を形成する。また別の実施形態において、本発明の組成物は、５０℃〜１００℃の温度で適切なＵＶの照射に露光されるときに塊状重合して、実質的に透明な薄膜を形成する。
【００７０】
本発明のさらに別の実施形態において、本発明の組成物は、５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）ヨウ化物、および（４−チオフェニル）フェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートとビス−（トリフェニルスルホニウム）スルフィドビス−ヘキサフルオロホスフェートとの混合物を含む。
【００７１】
本発明の別の実施形態では、本発明の組成物は、５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）ヨウ化物、およびＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−ベンジルトリフレートを含む。
【００７２】
本発明のさらに別の実施形態では、本発明の組成物は、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン）ジクロロ−（フェニルメチリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ルテニウム、酸化ジルコニウムおよび酸化物ナノ粒子を含む。
【００７３】
本発明の別の実施形態では、本発明の組成物は、５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）クロリド、および（４−チオフェニル）フェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートとビス−（トリフェニルスルホニウム）スルフィドビス−ヘキサフルオロホスフェートとの混合物を含む。
【００７４】
本発明のさらに別の態様では、実質的に透明な薄膜を形成するキットを提供する。本発明の組成物は当該キット内で分散される。したがって、実施形態において、式（Ｉ）の単量体の１種以上、必要に応じて本明細書に記載された添加剤の１種以上またはナノ粒子の分散液を分散させて好適な結果を得るか、好適な目的を得られるキットを提供することになる。さらに、当該キットは、本明細書に記載の潜在的触媒を含む。式（Ｉ）の単量体は、前述したとおりである。
【００７５】
さらに、前記キットは、本明細書に記載の潜在的触媒を含む。式（Ｉ）の単量体は、前述したとおりである。実施形態では、前述のキットは、互いに異なる式（Ｉ）の２種以上の単量体を含む。また他の実施形態において、本発明のキットは、少なくとも２種の単量体を含み、第１の単量体は、前述の第２の単量体および／また、本明細書に記載の潜在的触媒と添加剤の溶解を促進する。本明細書に記載の式（Ｉ）の単量体は、いずれも本実施形態で用いることができる。これらの成分に含まれる式（Ｉ）の第１および第２の単量体のモル比は、変動する可能性があり、１：９９〜９９：１、１０：９０〜９０：１０、２０：８０〜８０：２０、３０：７０〜７０：３０、６０：４０〜４０：６０、または５０：５０などの範囲であってもよい。他の実施形態では、キットは、各々が互いに異なる式（Ｉ）の２種以上の単量体を分散した組成物を包含してもよい。さらに、前述したように、式（Ｉ）の第１の単量体は、式（Ｉ）の第２の単量体に完全に溶解し、室温で透明な溶液を形成する。実施形態において、単量体混合物は、塊状重合する前に、例えば３０℃、４０℃、または５０℃のわずかに高い温度において、透明な溶液になる。本発明のさらに別の態様において、本発明の組成物は、十分な時間の間５０℃〜１００℃の温度で塊状重合して、重合体薄膜を形成する。すなわち、本発明の組成物をカプセル化すべき表面または基板に注いで５０℃〜１００℃の温度に加熱して単量体を重合して、固体の透明重合体を形成し、当該固体の透明重合体は透明な薄膜状である。一般に、前述したように、前記重合は５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃あるいはそれ以上の温度で実施することができる。たとえば６０℃で５分間、その後７０℃で１５分間加熱し、重合を開始する。本発明を実施することにより、実質的に透明な薄膜の重合体薄膜を前記基板上で得ることができる。本明細書において「実質的に透明な薄膜」とは、本発明の組成物で形成されたものであって、可視光で光学的に透明であることを意味する。したがって、本発明の実施形態において、前記薄膜は少なくとも９０％の可視光透過率を有し、また別の実施形態において、本発明の組成物で形成された薄膜は、少なくとも９５％の可視光透過率を有する。
【００７６】
実施形態で、前記のキットは、５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（ＰＥＮＢ）、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）ヨウ化物、（４−チオフェニル）フェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートとビス−（トリフェニルスルホニウム）スルフィドビス−ヘキサフルオロホスフェートとの混合物を含む。
【００７７】
他の実施形態において、本明細書に記載のキットは、５−ノルボルネニルメチル−オイゲノール、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン）ジクロロ−（フェニルメチリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ルテニウム、および酸化ジルコニウムのナノ粒子を含む。
【００７８】
本発明のさらに別の態様において、式（Ｉ）の１種以上の単量体、潜在的触媒、前述の熱酸発生剤、光活性酸発生剤、または熱塩基発生剤である１種以上の添加剤を含む組成物がさらに提供される。前述した式（Ｉ）の単量体であればいずれも本態様に採択できる。式（Ｉ）の単量体は、少なくとも１．５の屈折率と１００センチポアズ未満の粘度を有する。式（Ｉ）の２種以上の単量体が使用される場合、第１の単量体は第２の単量体と完全に混和して、透明な溶液を形成する。前記組成物を５０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱し、必要に応じて適切な照射に露光させるときに、９０％を超える可視光透過率を有する実質的に透明な薄膜を形成する。
【００７９】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明は、各種の光電子デバイスの製造に用いられる実質的に透明な薄膜を形成する方法であって、前記方法では、
式（Ｉ）の１種以上の単量体と、潜在的触媒と、熱酸発生剤、光活性酸発生剤、または熱塩基発生剤から選択される添加剤とを含む均質な透明組成物を形成し、
前記組成物で適切な基板をコーティングするかまたは前記組成物を適切な基板に注いで薄膜を形成し、
前記薄膜を適切な温度に加熱して単量体を重合する。
【００８０】
本発明の組成物で好適な基板をコーティングして薄膜を形成する工程において、本明細書で記述したコーティング工程および／または当該分野の当業者に周知の工程、例えばスピンコートによって行うことができる。その他の適切なコーティング方法としては、スプレー、ドクターブレード、メニスカスコート、インクジェットコート、スロットコートなどが挙げられるが、これらに限定されない。混合物を基板上に注いで薄膜を形成してもよい。適切な基板は、電気、電子または光電子デバイスに用いられる適当な基板、例えば半導体基板、セラミック基板、ガラス基板などが挙げられる。
【００８１】
続いて、コーティングされた基板を焼成する。すなわち、塊状重合を促す温度、例えば５０℃〜１００℃の温度で１〜６０分間加熱するが、他の温度および時間を用いてもよい。実施形態では、基板を約６０℃〜約９０℃の温度で２分〜１０分間焼成する。また別の実施形態では、基板を約６０℃〜約９０℃度の温度で５分〜２０分間焼成する。
【００８２】
このようにして形成された薄膜の光学的性質を、当該分野で周知の各種の方法によって評価する。例えば、可視スペクトルにわたる薄膜の屈折率は、偏光解析法（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）によって測定する。薄膜の光学的品質は、目視観察によって判定する。透過率は、可視分光法によって定量的に測定する。一般に、本発明により形成された薄膜は、本明細書に記載したように優れた光学的透明性を示し、好適な屈折率に調整することができる。
【００８３】
したがって、本発明の実施形態においては、本明細書に記載の組成物の塊状重合によって得られる光学的透明な薄膜をさらに提供する。また別の実施形態においては、本明細書に記載の本発明の透明な薄膜を含む光電子デバイスをさらに提供する。
【００８４】
下記の実施例は本発明の特定の化合物／単量体、重合体、組成物の調製および利用方法を詳しく説明するものである。詳細な調製方法は、前述の一般的な調製方法の範疇に属し、またはそれの例示に当該するものである。実施例は説明のみを目的としており、本発明を限定するためのものではない。実施例および本明細書において、単量体と触媒の割合はモル比である。
【実施例】
【００８５】
次の略語は、本発明の実施形態で使用される化合物、機器および／または方法を記述するためのものである。
ＰＥＮＢ：５−フェネチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン；
Ｒｕ−Ｉ：１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル−イミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）クロリド；
Ｒｕ−ＩＩ：１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−（２−オキソベンジリデン）ルテニウム（ＶＩ）ヨウ化物；
Ｒｕ−ＩＩＩ：ビス−［１−（２，６−ジエチルフェニル）−３−フェニル−３−メチル−５，５’−ジメチル−２−イミダゾリジニリデン］ジクロロ（３−フェニル−１Ｈ−インデン−１−イリデン）ルテニウム；
Ｒｕ−ＩＶ：シス−［１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン］ジクロロ（３−フェニル−１Ｈ−インデン−１−イリデン）（トリイソプロピルホスファイト）ルテニウム（ＩＩ）；
ＣＧＩ  １２９３：メチル  ４−（１−メチル）オクタヒドロピロロ［１，２−ａ］ピリミジンベンゾエート；
ＣＧＩ  ９０：１−（１−フェニルエチル）オクタヒドロピロロ［１，２−ａ］ピリミジン；
ＴＡＧ−２６７８：Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓの熱酸発生装置；
ＴＳ−ＨＦＰ：（４−チオフェニル）フェニル−ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートおよびビス−（トリフェニルスルホニウム）スルフィドビス−ヘキサフルオロホスフェートとの混合物；
ＤＰＩ−Ｃｌ：塩化ジフェニルヨードニウムクロリド；
ＤＰＥＩ−Ｃｌ：ジフェニレンヨードニウムクロリド；
ＰＡＧ：光酸発生剤；
ＴＡＧ：熱酸発生剤。
【００８６】
本発明で用いられる各種の単量体は、市販されているか、または同時係属出願の米国出願第１５／２５３，９８０号（２０１６年９月１日出願）に記載の方法に基づいて容易に製造することができる。
【００８７】
下記の実施例は、前述の本発明の組成物が３５℃の温度で数日間安全性を保持しながら、以下の特定の温度に加熱することにより容易に塊状重合され得ることを立証する。
【００８８】
＜実施例１＞
ＰＥＮＢの塊状重合
ガラス瓶内で、Ｒｕ−Ｉ（０．００２１ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）を溶媒なしでＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）に溶解し、透明な溶液を形成した。単量体と触媒の比率は１０，０００：１であった。次いで、この溶液に、ＣＧＩ  １２９３の溶液（０．３８ｇのアセトン中の０．００４ｇの０．００７５ｍｍｏｌ）を加えた。溶液をＵＶ光で露光した（５Ｊ／ｃｍ２、広帯域、５分）。溶液は、室温で６日後でも自由流動性であった。次に、これにアセトンで希釈したＨＣｌを加えた（ＨＣｌとＣＧＩ  １２９３のモル比は３：１であった）。溶液はすぐにゲル化した。これは、Ｒｕ−Ｉが塩基（すなわち、ＣＧＩ  １２９３）で休眠状態に導かれ、ＨＣｌの添加により活性化できることを明確に示している。
【００８９】
＜実施例２＞
ＰＥＮＢの塊状重合
Ｒｕ−１を安定化されるための光塩基としてＣＧ  Ｉ９０を使用することを除き、実施例１の手順を実施例２で実質的に繰り返した。このようにして得られた透明な溶液は、室温で６日後でもまた自由流動性であり、アセトンで希釈したＨＣｌを添加した直後にゲル化した（ＨＣｌ対ＣＧＩ  １２９３モル比は３：１であった）。
【００９０】
＜実施例３＞
Ｒｕ−ＩＩによるＰＥＮＢの塊状重合
触媒としてＲｕ−ＩＩを使用し、光酸発生剤としてＴＳ−ＨＦＰ（０．００７ｇ）を使用したことを除き、実施例１の手順を実施例３で実質的に繰り返した。溶液は安定しており、少なくとも２時間は粘度が増加することなく自由流動を保持した。溶液をＵＶ光にさらし（５Ｊ／ｃｍ２、広帯域、５分）、１００°Ｃに１時間加熱され、その時点でゲル化した。
【００９１】
＜実施例４〜５＞
実施例３の手順は、表１に記載のＰＡＧから互いに異なるものをそれぞれ用いて、これらの実施例４および５で実質的に繰り返された。ＰＡＧ溶液は、実施例４で０．５ｇのエタノールにＰＡＧを溶解することにより調製され、実施例５では溶媒は使用されなかった。触媒に対するＰＡＧの比率は１：１であった。ＰＡＧを含む混合物は、ＵＶ光で露光した（５Ｊ／ｃｍ２、広帯域５分）。すべての反応混合物を１００°Ｃで１時間加熱した。結果を表１にまとめる。
【００９２】
【表１】
2020530508.tif 000031
【００９３】
＜実施例６＞
ガラス瓶に、０．０５ｇ無水トルエンに溶解したＲｕ−ＩＶ（０．００２２ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）を入れた。触媒溶液をＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）と混合した。単量体と触媒の比率は１００００：１であった。この溶液に亜リン酸トリエチルホスファイト（０．００１ｇ）を加えた。亜リン酸トリエチルホスファイトと触媒のモル比は２：１であった。溶液の粘度は、３０°Ｃで２日間変化しなかった。反応混合物を１００℃に加熱し、１５分後にゲル化した。
【００９４】
＜実施例７＞
ＰＥＮＢ／ＥｕＯＨＮＢ／ナノ粒子の塊状重合
ガラス瓶にＰＥＮＢ（２．５ｇ、１２．６１ミリモル）、ＥｕＯＨＮＢ（２．５ｇ、１０．８６ミリモル）およびジルコニア（ＺｒＯ２）ナノ粒子（２０ｎｍ未満、Ｐｉｘｅｌｌｉｇｅｎｔ社）酢酸エチル（１０ｇ）の５０重量％分散液を入れた。６０℃（１０ｔｏｒｒ）でロータリエバポレータを使用して溶媒を除去し、クリアな透明溶液を得た。溶液の屈折率はアッベ屈折計（Ａｔａｇｏ）を使用して測定され、１．６１であった（単量体混合物のみの屈折率は１．５６であった）。当該溶液に注射器を用いて、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン）ジクロロ（フェニルメチレン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ルテニウム（０．００４１５ｇ、０．０５ｇ無水トルエン中０．００５ｍｍｏｌ）の溶液を注入した。単量体と触媒の比率は５０００：１に保たれた。当該組成物を１００℃で１時間加熱した。硬化したサンプルの無機残留物は、空気中６００℃で動的ＴＧＡによって測定され、３８重量％であると決定された。
【００９５】
＜実施例８＞
薄い（５００ｎｍ）ナノコンポジット薄膜の調製
実施例８の組成物をトルエンで希釈し、２インチのシリコンウェハ上に３０秒間２０００ｒｐｍのスピン速度でスピンコーティングした。薄膜をホットプレート上で１２０℃で５分間加熱して、約５００ｎｍの膜厚を得た。硬化膜の屈折率は、偏光解析法を使用して５８９ｎｍで測定され、１．６５であった。
【００９６】
＜実施例９〜１８＞
ノルボルネン単量体／ＺｒＯ２ナノ粒子の塊状重合
実施例７および８の手順は、表２に挙げられているような各種の異なる単量体およびＺｒＯ２ナノ粒子が使用されたことを除き、これらの実施例９〜１８で実質的に繰り返された。
【００９７】
これらの実施例９〜１８のそれぞれで使用された単量体、使用されたナノ粒子のタイプ（すべてＰｉｘｅｌｌｉｇｅｎｔ社から）、ナノ粒子の負荷、溶液および薄膜の屈折率、結果的に得られたナノコンポジットの動的ＴＧＡでの残留パーセンテージで測定された薄膜内のＺｒＯ２の負荷レベルを表２にまとめた。
【００９８】
【表２】
2020530508.tif 000032
【００９９】
＜実施例１９＞
Ｒｕ−ＩＩＩを用いたＰＥＮＢ薄膜
本明細書に記載のＲｕ−ＩＩＩをＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）に溶解した。単量体と触媒の比率は１００００：１であった。この溶液は、１００μｍのガラスビーズスペーサを用いて５インチのベアシリコンウェハに噴射し、２番目のウェハで覆われた。スタックをオーブンで１時間１００℃に加熱した。冷却後、薄膜を水中のウェハから除去し、室温で乾燥させ、その機械的特性を測定し、表３にまとめた。
【０１００】
＜実施例２０〜２１＞
ＰＥＮＢおよびＰＥＮＢ／ＥｕＯＨＮＢ／ＺｒＯ２ナノ粒子薄膜の機械的特性
ＰＥＮＢ／ＥｕＯＨＮＢ（５０／５０重量比）（５ｇ、２３．４７ｍｍｏｌ）を酢酸エチル（１０ｇ）のＺｒＯ２ナノ粒子（ＰＣＰＢ−２−５０−ＥＴＡＰｉｘｅｌｌｉｇｅｎｔ社）溶液に溶解した。６０℃（１０ｔｏｒｒ）でロータリエバポレータを使用して溶媒を除去した。この組成物に、表３に記載されているそれぞれのルテニウム触媒を添加して、透明な溶液を形成した。単量体と触媒のモル比は１００００：１に保持した。組成物は、１００μｍのガラスビーズスペーサを用いて５インチのベアシリコンウェハに噴射し、２番目のウェハで覆われた。スタックは、オーブンで１時間、１００℃で硬化した。薄膜は水中でウェハから除去され、室温で乾燥された。試験した薄膜の機械的特性を表３にまとめる。
【０１０１】
【表３】
2020530508.tif 000033
【０１０２】
＜比較例１＞
ガラス瓶内で、Ｒｕ−Ｉ（０．００２１ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）を溶媒なしでＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）に溶解して透明な溶液を形成した。単量体と触媒のモル比は１０，０００：１であった。溶液は室温で約２時間でゲル化した。
【０１０３】
＜比較例２＞
ガラス瓶に、０．０５ｇ無水トルエンに溶解したＲｕ−ＩＶ（０．００２２ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）を入れた。触媒溶液をＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）と混合した。単量体と触媒の比率は１００００：１であった。溶液は２４時間後に３０°Ｃでゲル化した。
【０１０４】
＜比較例３＞
ガラス瓶に、０．０５ｇ無水トルエンに溶解したＲｕ−ＩＶ（０．００２２ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）を入れた。触媒溶液をＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）と混合した。単量体と触媒の比率は１００００：１であった。反応混合物を１００°Ｃに加熱すると、１０分後にゲル化した。
【０１０５】
＜比較例４＞
ガラス瓶内で、Ｒｕ−ＩＩ（０．００２２ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）をＰＥＮＢ（５ｇ、２５．２１ｍｍｏｌ）に溶解した。  単量体と触媒の比率は１００００：１であった。溶液は室温で自由流動性を保持し、その後１００℃で１時間加熱しても溶液は自由流動性であり、これらの条件下でも触媒がまだ不活性であることを示している。
【０１０６】
＜比較例５＞
ガラス瓶内で、Ｒｕ−ＩＩ（０．００２２ｇ、０．００２５ｍｍｏｌ）をＰＥＮＢ（２．５ｇ、１２．６ｍｍｏｌ）／ＥｕＯＨＮＢ（２．５ｇ、１０．９ｍｍｏｌ）の混合物に溶解した。単量体と触媒の比率は１００００：１であった。溶液は室温で自由流動性を保持し、その後１００℃で１時間加熱しても溶液は自由流動性であり、これらの条件下でも触媒がまだ不活性であることを示している。
【０１０７】
前記実施例を挙げて本発明について説明したが、本発明は実施例に限定されると解釈してはならず、本明細書で前述した一般的な領域を包括していると見なすべきである。本発明の趣旨から逸脱することなく、各種の改良および実施形態を創出することができる。
【国際調査報告】
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