TWI438215B

TWI438215B - 聚合物及其製造方法，以及包括其之光學元件及光電裝置

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Publication number: TWI438215B
Application number: TW99103905A
Authority: TW
Inventors: Shung Jim Yang; Ming Jyh Chang
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2014-05-21
Also published as: TW201111404A

Description

聚合物及其製造方法，以及包括其之光學元件及光電裝置

本發明關於一種聚合物及包括其之光學元件及光電裝置，特別關於一種高折射率及高透光度聚合物及包括其之光學元件及光電裝置。

發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱LED)因其具有高亮度、體積小、重量輕、不易破損、低耗電量和壽命長等優點，所以被廣泛地應用各式顯示產品中。

發光二極體(LED)整體之發光效能主要受到晶片、構裝形式與封裝材料所影響。隨著磊晶技術的進步，晶片內部發光效率已達90%以上，不過礙於構裝形式和封裝材料影響，發光二極體(LED)最終外部取光效率僅為30%，足見構裝形式與封裝材料對發光二極體(LED)亮度的重要性。根據史奈爾定律，光線自具有高折射率的區域行進到在某一臨界角度(相對於表面法線方向)內之具有低折射率的區域，將穿越較低折射率的區域。以超過臨界角度到達表面之光線將不會穿出表面，但是會經歷內部全反射(TIR)。在LED的情況中，TIR光線可持續於LED內反射，直到被吸收為止。由於該反射現象，多數由習知LEDs所產生之光線並未發射出去，降低了本身之效率。

以白光發光二極體(LED)為例，晶片折射率約2~4，如GaN(n=2.5)及GaP(n=3.45)均遠高於環氧樹脂或矽氧烷樹脂封裝材料折射率(n=1.40~1.53)，折射率差異過大導致全反射發生，將光線反射回晶片內部而無法有效導出，因此提高封裝材料的折射率將可減少全反射的發生。以藍光晶片/黃色YAG螢光粉的白光發光二極體(LED)組件為例，藍光發光二極體(LED)晶片折射率為2.5，當封裝材料的折射率從1.5時提升至1.7時，光取出效率提升了近30%。因此，提升封裝材料的折射率降低晶片與封裝材料間折射率差異來達到提升出光效能，是一亟待研究的目標。

為解決上述問題，美國專利編號US 5,633,331揭露一具有高折射率的封裝材料，其係由Fluorene Carbonate高分子與Polysulfone進行混掺所得，藉由導入具有高折射率基團的高分子，提升封裝材料的折射率。

此外，美國專利編號US 7,446,159揭露一具有高折射率的封裝材料，其係以具有壓克力官能基之Fluorene單體(其結構係為，其中X係為、─(CH ₂ CH ₂ O)─CH ₂ CH(OH)CH ₂ O─ ，n係為1至5，R係為丙烯酸基或甲基丙烯酸)進行聚合反應所製備而得。然因為其單體黏度過高，成膜性不佳，使其之應用受限(如薄膜塗佈、網印、射出等方式都不易實施)。

大阪瓦斯與新日鐵公司之相關專利揭露由多元硫醇與多元異硫氰酸酯反應而得之聚合物具有不錯之光折射率，適合作為LED之封裝材料。不過，該聚合物之缺點係其會有隨時間而黃變。

本發明之一實施例提出一種高折射率及高透光度的聚合物，其係為以下之起始物聚合所得產物，該起始物包括：

(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體，包含具有如公式(I)所示結構之化合物：

其中，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；i及j係各自獨立且係為0或1~~5之整數；以及

(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體。

本發明之另一實施例提出一種光學元件，其係包括上述之高折射率及高透光度聚合物，該光學元件係包括封裝材料、透明基板、透鏡、或功能性薄膜。

本發明之又一實施例亦提供一光電裝置，其係包括上述之光學元件，該光電裝置係包括發光二極體、太陽能電池、半導體裝置、或是顯示裝置。

以下藉由數個實施例並配合所附圖式，以更進一步說明本發明，但並非用來限制本發明之範圍，本發明之範圍應以所附之申請專利範圍為準。

本發明係揭露一種具有高折射率及高透光度的聚合物與其製造方法，以及包括其之光學元件及光電裝置。本發明所述之具有高折射率及高透光度的聚合物，其係為以下之起始物聚合所得產物，該起始物包括：

其中，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；i及j係各自獨立且係為0或1~5之整數。值得注意的，當R為烷基時(例如甲基、丙基、丁基)，由於該雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體具備有烷基取代基於苯環，將可增加化合物對有機溶劑之溶解度，因而可調製出高固含量之高折射率膠狀材料；以及

(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體。

根據本發明所述之實施例，其中該(a)雙酚芴衍生物單體之莫耳數與該(b)二異氰酸酯單體之莫耳數之比係大於或等於0.1，較佳為0.2-1之間。

根據本發明所述之實施例，該(a)雙酚芴衍生物單體可具有以下結構、或，其中R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素。

根據本發明所述之實施例，該二異氰酸酯單體包含具有如公式(II)所示結構的化合物：

OCN─A─NCO 公式(II)，

其中，A係為脂肪族或芳香族之基團。在本發明中，“脂肪族(aliphatic group)”一詞係代表一非芳香族結構，可以是碳原子與氫原子之任意組合，且可連接鹵素，氧，氮，矽，硫或其他原子以形成各種取代基。脂肪族可以是直鏈、支鏈、或環狀型式，並可能包含一或多個不飽和基，例如雙鍵及/或三鍵；“芳香族(aromatic group)”一詞係代表一單環或多環系統之碳氫芳香環，例如：苯基，甲苯基，萘基，四氫化萘基(tetrahydronaphthyl)，聯苯基(biphenyl)，菲基(phenanthryl)、蒽基(anthracyl)等。此外，芳香環中可具有一或多個雜原子(如氮、氧、硫)而構成一雜芳香環，例如吡啶基(pyridyl)，呋喃基(furyl)，噻吩基(thienyl)，咪唑基(imidazolyl)。

此外，根據本發明所述之某些實施例，該(b)二異氰酸酯單體可包：脂肪族(aliphatic)二異氰酸酯單體、脂環族(alicyclic)二異氰酸酯單體、芳代脂肪族(araliphatic)二異氰酸酯單體、芳香族(aromatic)二異氰酸酯單體、或其混合。該芳香族(aromatic)二異氰酸酯單體可包含2,4-和2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、全氫-2,4’-和-4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、4,4’-2,4’-和2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、萘-1,5-二異氰酸酯(NDI)、亞苯基二異氰酸酯(PPDI)、2,3,5,6-四甲基-1,4-二異氰酸根合苯、3,3’-二甲基-4,4’-二異氰酸根合聯苯(TODI)、或其混合。該脂環族(alicyclic)二異氰酸酯單體可包含二環己基甲烷二異氰酸酯(H₁ 2MDI)、1-異氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-異氰酸根合甲基-環己烷(IPDI)、環己烷-1,3-和-1,4-二異氰酸酯(CHDI)、1,3-和1,4-二-(異氰酸根合甲基)-環己烷(H₆ XDI)、1,3-和1,4-二(異氰酸根合甲基)環己烷(BIC)、或其混合。該脂肪族(araliphatic)二異氰酸酯單體包含1,6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、1,12-十二亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、2-甲基五亞甲基-1,5-二異氰酸酯、1,4-二異氰酸根合-2,2,6-三甲基環己烷(TMCDI)、賴氨酸-和賴氨酸酯二異氰酸酯、或其混合。該芳代脂肪族(araliphatic)二異氰酸酯單體包含1,3-和1,4-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、間和對苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、或其混合。

根據本發明所述之其他實施例，該具有高折射率及高透光度的聚合物，可包含由(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體、(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體、以及(c)二元醇單體等起始物進行聚合反應所得產物。其中該(a)雙酚芴衍生物單體與該(c)二元醇單體之總莫耳數與該(b)二異氰酸酯單體之莫耳數比係大於或等於1，或係介於1-5間。

根據本發明所述之實施例，該二元醇單體可包含具有如公式(III)所示結構的化合物：

其中，B係為、或，X係各自獨立且係為鹵素，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素，n等於1或2。此外，該二元醇單體亦可同時包含具有如公式(IV)所示結構之化合物：

(HO) ₂ Q(COOH) _m 公式(IV)，其中，Q係為C_2-12 直鏈或分枝之烴類基團，m係為0、或1~4之整數。

符合上述之二元醇單體可例如為：雙酚A(Bisphenol A)、四溴雙酚A(TBBPA)、雙酚B(Bisphenol B)、雙酚E(Bisphenol E)、雙酚F(Bisphenol F)、雙酚S(Bisphenol S)、3,3’-二羥基二苯二硫醚、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二羥甲基丙酸(DMPA)、或酒石酸此外，為增加聚合物之柔軟性，亦可以在反應後段合成配方時將聚乙二醇(PEG，分子量較佳係小於1000，例如PEG-200、PEG-600)導入，以避免所得之聚合物薄膜產生龜裂之現象。

根據本發明所述之其他實施例，該起始物可更包含一硬化劑，其中該硬化劑係包含具有如公式(V)所示結構之化合物其中R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素。此外，該硬化劑亦可更包含一酸酐(anhydride)，例如：順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐(cis-1,2,3,6-Tetrahydrophthalic anhydride)。由於所使用之硬化劑亦包點雙酚芴結構，所以可進一步提昇折射率。

本發明主要技術特徵之一係將體積較小且為高折射率、高耐熱之具有醇基的雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)與二異氰酸酯之單體(例如：TDI、MDI、IPDI、HDI等等)進行聚合，並可進一步加入具備有氯、溴、或硫原子之二元醇單體進行聚合，以增加折射率以及熱聚合效率。此外，將具有羧酸官能基之二元醇化成物(例如：酒石酸、DMPA)導入聚合反應，主要功能係可提供所得之聚合物在後段製程時，可與一硬化劑進行熱固化(thermal curing)。

此外，本發明亦提供一上述高折射率及高透光度聚合物的製造方法，包括以下步驟：

配製一組合物，該組合物包含上述之(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體、及(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體，或可進一步包含(C)二元醇單體、及一熱起始劑。接著，加熱該組合物以進行一聚合反應，得到該高折射率及高透光度聚合物。此外，在加熱該組合物前，可將一硬化劑加入該組合物。值得注意的是，由於上述反應用來作為反應單體之雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體及二元醇單體本身具有極佳之溶劑能力，因此在製備反應組合物時，可提高固含量，甚至可以不需要外加溶劑。換言之，上述組合物可不包含其他不參與該聚合反應之有機溶劑。因此，上述組合物進以聚合反應(或固合)時，可以降低製膜時因為溶劑揮發時造成所得之聚合物膜厚劇烈變化。

以下藉由下列實施例來說明本發明所述之高折射率及高透光度聚合物，用以進一步闡明本發明之技術特徵。

高折射率及高透光度聚合物的合成

表1係列舉出本發明各實施例用來合成高折射率及高透光度聚合物所使用之雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體、二異氰酸酯(diisocyanates)單體及二元醇單體，其各自之化學結構均詳列於表中。

為進一步說明本發明有機化合物的製備方法，以下特別詳述實施例1、2、4、5、7、9、及11-13所述之聚合物製備方式。

實施例1

取0.1mole之F9PEO粉體置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為30%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為90℃。接著，利用滴加漏斗將0.1mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止(反應時間約16小時)。在此，該F9PEO與該IPDI之莫耳數比為1：1。接著，利用GPC量測所得之聚合物，測得其分子量Mw=7240、Mn=3485、以及Mw/Mn=2.07。

上述聚合反應之反應式如下所示：。

接著，在固化前將該聚合物組合物(5g)加入硬化劑(0.25g)並在100℃烘箱中烘烤1小時，並成1mm薄膜。測量後，可知該薄膜的折射率為1.56。在此，該硬化劑包含溶解於40克γ-丁內酯溶劑中的0.01mole F9PG(4.62克)和酸酐(順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)(1.52克)。

實施例2

取0.05mole之F9PEO、及0.05mole之DMPA置入於 500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為30%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為110℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H(臺灣雙鍵化工)以防止合成時之黃變現象。接著，利用滴加漏斗將0.1molc的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止(反應時間約5小時)，即可將反應停止。在此，該F9PEO、該DMPA與該IPDI之莫耳數比為1：1：2。接著，利用GPC量測所得之聚合物，測得其分子量Mw=8008、Mn=3782、以及Mw/Mn=2.11。

上述聚合反應之反應式如下所示：。

接著，在固化前將該聚合物組合物(5g)加入硬化劑(0.25g)並在100℃烘箱中烘烤1小時，並成1mm薄膜。測量後，可知該薄膜的折射率為1.57。在此，該硬化劑包含溶解於40克γ-丁內酯溶劑中的0.01mole F9PG(4.62克)和酸酐(順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)(1.52克)。

實施例4

取0.05mole之F9PEO、及0.05mole之Bisphenol S置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為30%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為90℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。接著，利用滴加漏斗將0.1mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止在此，該F9PEO、該Bisphenol S與該IPDI之莫耳數比為1：1：2。接著，利用GPC量測所得之聚合物，測得其分子量Mw=11774、Mn=6419、以及Mw/Mn=1.82。

上述聚合反應之反應式如下所示：。

實施例5

取0.03mole之F9PEO、0.03mole之Bisphenol S及0.04mole之DMPA置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為30%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為100℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。接著，利用滴加漏斗將0.11mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止。在此，該F9PEO、該Bisphenol S、該DMPA與該IPDI之莫耳數比為3:3:4:11。接著，利用GPC量測所得之聚合物，測得其分子量Mw=69334、Mn=2980、以及Mw/Mn=2.32。

上述聚合反應之反應式如下所示：

實施例7

取0.03mole之F9PEO、0.01mole之TBBPA及0.04mole之DMPA置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為30%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為100℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。接著，利用滴加漏斗將0.1mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止。在此，該F9PEO、該TBBPA、該DMPA與該IPDI之莫耳數比為3:1:4:10。

上述聚合反應之反應式如下所示：

接著，在固化前將該聚合物組合物(5g)加入硬化劑(0.25g)並在100℃烘箱中烘烤1小時，並成1mm薄膜。測量後，可知該薄膜的折射率為1.59。在此，該硬化劑包含溶解於40克γ-丁內酯溶劑中的0.01mole F9PG(4.62克)和酸酐(順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)(1.52克)。

實施例9

取0.1mole之F9Ph置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為35%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為45℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。接著，利用滴加漏斗將0.1mole的MDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止。在此，該F9Ph、與該MDI之莫耳數比為1:1。

上述聚合反應之反應式如下所示：

實施例11

取0.05mole之F9Ph、及0.04mol的TBBA置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為35%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為45℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。充分攪拌後，加入0.01mole的PEG600加入反應瓶中通入氮氣30分鐘。接著，利用滴加漏斗將0.1mole的MDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止。加入部分軟鏈的PEG600主要在調控高分子材料之柔軟度，以防止材料在製膜的過程中產生龜裂之現象。

上述聚合反應之反應式如下所示

實施例12

取0.05mole之F9Ph、及0.05mole之Bisphenol S置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為35%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為45℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。充分攪拌後，加入0.01mole的PEG600加入反應瓶中通入氮氣30分鐘。接著，利用滴加漏斗將0.05mole的MDI及0.05mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止。該F9Ph、該Bisphenol S、該MDI、該IPDI之莫耳數比為=1:1:1:1。

接著，在固化前將該聚合物組合物(5g)加入硬化劑(0.25g)並在100℃烘箱中烘烤1小時，並成0.88mm薄膜。測量後，可知該薄膜的UV透過率與折射率分別為86%與1.573。在此，該硬化劑包含溶解於40克γ-丁內酯溶劑中的0.01mole F9PG(4.62克)和酸酐(順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)(1.52克)。

實施例13

取0.06mole之F9Ph、及0.04mole之PEG200置入於500ml之反應瓶，加入r-丁內脂(r-butyro-lactone、GBL)之溶劑(固含量約為35%)，並通入氮氣30分鐘，攪拌均勻使其溶解，其溶解溫度約為45℃。並加入數滴熱安定劑CHINOX TP-10H以防止合成時之黃變現象。充分攪拌後，利用滴加漏斗將0.09mole的MDI及0.01mole的IPDI加入反應瓶中，直到異氰酸基(-NCO)的含量消失(每30分鐘用IR檢測)，即可將反應停止，即可將反應停止。該F9Ph、該PEG200、該MDI、該IPDI之莫耳數比為=6:4:9:1。

上述聚合反應之反應式如下所示：

接著，在固化前將該聚合物組成物(5g)加入一硬化劑(0.25g)於100℃烘箱中烘烤1小時，並製成薄膜。量測後，可知該薄膜的UV穿透度與折射率分別為95%與1.615。其波長與穿穿透度的關係如第1圖所示。在此，該硬化劑係包含0.01mole之F9PG(4.62克)與酸酐(順式-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)(1.52克)溶解於40克r-丁內脂溶劑中。

此外，將上述聚合物形成一附著於銀基材上之薄膜，並利用100℃之烘烤溫度(烘烤1小時)。接著，將試片放置於配製於一紅墨水水溶液。浸泡30分鐘後，並無觀察到紅墨水滲透入於薄膜內。此表示該聚合物具有極佳之附著能力。

綜合上述，本發明利用分子結構設計的方式，導入含高折射率之雙酚芴衍生物單體(例如F9Ph、F9PEO)與具有二異氰酸(isocyanate)官能基之衍生物透過加成聚合之方式，來合成出具有高折射率之高分子材料。此外，亦進一步透過加入含有硫或溴之異原子基團之雙酚或二元醇來調控其材料之折射率。再者，在本發明某些實施例中，亦使用具有軟鏈的PEG寡聚物作為二元醇，以平衡整體聚合物的撓曲性；或是加入具有雙酚芴結構之硬化劑，加強耐熱性及硬度。

本發明所述之聚合物，除了具有高折射率、高透光性外，亦具有高耐熱性、高附著力、低黃變性及高成膜性等性質，可作為封裝材料、透明基板、透鏡(例如：菲涅爾透鏡(fresnel lenes))、或功能性薄膜等光學元件，更符合發光二極體、太陽能電池(例如：聚光型太陽能電池(concentrator photovoltaic)、半導體裝置、或是顯示裝置等光學元件之應用要求。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為基準。

第1圖係為實施例13所得之聚合物薄膜其穿透率及波長的關係圖。

Claims

一種高折射率及高透光度的聚合物，係為以下起始物聚合所得產物，該起始物包括：(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體，包含具有如公式(I)所示結構之化合物：其中，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；i及j係各自獨立且係為0或1~5之整數；(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體；以及(c)二元醇單體，其中該二元醇單體包含具有如公式(III)或公式(IV)所示結構的化合物： (HO) ₂ Q(COOH) _m 公式(IV)，其中，B係為、、或；X係各自獨立且係為鹵素，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；n=1、或2；以及，Q係為C_2-12 直鏈或分枝之烴類基團，m係為 1~4之整數。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包含具有如公式(II)所示結構的化合物：OCN-A-NCO 公式(II)，其中，A係為脂肪族或芳香族之基團。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包括脂肪族(aliphatic)二異氰酸酯單體、脂環族(alicyclic)二異氰酸酯單體、芳代脂肪族(araliphatic)二異氰酸酯單體、芳香族(aromatic)二異氰酸酯單體、或其混合。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該二異氰酸酯單體包括二環己基甲烷二異氰酸酯(H₁₂ MDI)、1,6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、2-甲基五亞甲基-1,5-二異氰酸酯，2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、1,12-十二亞甲基二異氰酸酯、環己烷-1,3-和-1,4-二異氰酸酯(CHDI)、1-異氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-異氰酸根合甲基-環己烷(IPDI)、全氫-2,4’-和-4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、1,4-二異氰酸根合-2,2,6-三甲基環己烷(TMCDI)、間和對苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、1,3-和1,4-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、1,3-和1,4-二-(異氰酸根合甲基)-環己烷(H₆ XDI),2,4-和2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、4,4’-2,4’ -和2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、亞苯基二異氰酸酯(PPDI)、2,3,5,6-四甲基-1,4-二異氰酸根合苯、萘-1,5-二異氰酸酯(NDI)、3,3’-二甲基-4,4’-二異氰酸根合聯苯(TODI)、賴氨酸-和賴氨酸酯二異氰酸酯、1,3-和1,4-二(異氰酸根合甲基)環己烷(BIC)、或其混合。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該(a)雙酚芴衍生物單體之莫耳數與該(b)二異氰酸酯單體之莫耳數之比大於或等於0.1。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中(a)雙酚芴衍生物單體與該(c)二元醇單體之總莫耳數與該(b)二異氰酸酯單體之莫耳數比係大於或等於1。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該二元醇單體係擇自由雙酚A(Bisphenol A)、四溴雙酚A(TBBPA)、雙酚B(Bisphenol B)、雙酚E(Bisphenol E)、雙酚F(Bisphenol F)、雙酚S(Bisphenol S)、3,3’-二羥基二苯二硫醚二羥甲基丙酸(DMPA)、及酒石酸所組成之族群。
如申請專利範圍第1項所述之高折射率及高透光度的聚合物，其中該起始物更包含一硬化劑，其中該硬化劑包含具有如公式(V)所示結構之化合物：其中R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素。
一種光學元件，係包括申請專利範圍第1項所述之聚合物。
如申請專利範圍第9項所述之光學元件，其中該光學元件係包括封裝材料、透明基板、透鏡、或功能性薄膜。
一種光電裝置，係包括申請專利範圍第9項所述之光學元件。
如申請專利範圍第11項所述之光電裝置，其中該光電裝置係包括發光二極體、太陽能電池、半導體裝置、或是顯示裝置。
一種高折射率及高透光度聚合物的製造方法，包括：配製一組合物，該組合物包含：(a)雙酚芴(bisphenol fluorene dericative)衍生物單體，包含具有如公式(I)所示結構之化合物：其中，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；i及j係各自獨立且係為0或1~10之整數；以及(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體；以及(c)二元醇單體，其中該二元醇單體包含具有如公式(III)或公式(IV)所示結構的化合物： (HO) ₂ Q(COOH) _m 公式(IV)，其中，B係為、、或；X係各自獨立且係為鹵素，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；n=1、或2；以及，Q係為C_2-12 直鏈或分枝之烴類基團，m係為1~4之整數；以及對該組合物進行一聚合反應，得到該高折射率及高透光度聚合物。
如申請專利範圍第13項所述之高折射率及高透光度聚合物的製造方法，其中該組合物包含不參與該聚合反應之有機溶劑。
如申請專利範圍第13項所述之高折射率及高透光度聚合物的製造方法，其中該組合物更包含一起始劑。
如申請專利範圍第13項所述之高折射率及高透光度聚合物的製造方法，其中該組合物更包含與一硬化劑。
一種高折射率及高透光度的聚合物，係為以下起始物聚合所得產物，該起始物包括：(a)雙酚芴衍生物(bisphenol fluorene derivatives)單體，包含具有如公式(I)所示結構之化合物：其中，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；i及j係各自獨立且係為0或1~5之整數；(b)二異氰酸酯(diisocyanates)單體；(c)二元醇單體，其中該二元醇單體包含具有如公式(III)或公式(IV)所示結構的化合物： (HO) ₂ Q(COOH) _m 公式(IV)，其中，B係為、、或；X係各自獨立且係為鹵素，R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素；n=1、或2；以及，Q係為C_2-12 直鏈或分枝之烴類基團，m係為0、或1~4之整數；以及(d)硬化劑，其中該硬化劑包含具有如公式(V)所示結構之化合物：公式(V)，其中R係各自獨立且係為氫、C_1-8 之烷基、C_1-8 之烷氧基、羧基、或鹵素。