日本神奈川大學的研發團隊發現了具高折射率的有機化合物,利用該材料可成功地與各種聚合物進行合成,並獲得兼具高折射率與高耐熱性的聚合物,除了可用於鏡頭用途,還適用於光導波路及位相差補償板等領域。
研發團隊所發現的新材料,係含硫磺芳香族化合物—dinaphthothiophene,2個萘環(naphthalene)傾17度的結構,因為該傾角的緣故,使噻吩環的芳香族性中,受損硫磺部分之電子密度上升,此舉可提高材料的折射率。一般有機化合物的折射率都偏低,相較於無機材料玻璃的折射率可達到1.5~1.9,而已達實用化塑膠鏡頭的折射率也只有1.4~1.7仍偏低,而新材料的折射率可達到1.81。
研發團隊於研發的過程中,與各種高分子聚合,合成出oligomer與polymer。以dinaphthothiophene骨架透過methylene鎖結合的oligomer,可維持1.79的高折射率。另外,styrene型的dinaphthothiophene vinyl polymer折射率為1.799,若將其以自由基聚合(radical polymerization),可以得到不吸收分子量10000~14200可見光區的白色聚合物。折射率為1.739,將該聚合物減少5%的重量,使溫度維持在392~412℃之間,雖為vinyl polymer,卻可得到與imide polymer相近的高耐熱特性。
塑膠光學材料相較於無機材料,具有輕量、不易破裂以及容易加工的優點,可應用於眼鏡鏡片、相機鏡頭、光碟的集光系非球面鏡頭、液晶顯示器用位相差補償板、光纖、導波路等應用。特別是於鏡頭的應用,有高折射率、高波長分散性(阿貝數;Abbe's number)、高耐熱性的要求,不過塑膠鏡頭於折射率及耐熱性較低,各種研究目前還在進行當中。若要達到實用化的階段,除了對於其波長分散性及複折射要加以控制以外,於溶解性的控制也非常重要。該研發團隊在新材料設計研發的同時,期望募集企業共同研究,早日達到實用化的目標。