TW202302657A - 含有反應性倍半矽氧烷化合物的光波導用聚合性組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題係提供即使是在長波長區域下亦能展現出低傳送損失的硬化物或光波導以及用於形成該等的聚合性組成物。
解決手段係一種聚合性組成物,其包含(a)反應性倍半矽氧烷化合物100質量份及(b)聚合性化合物5~500質量份,其中,前述(a)反應性倍半矽氧烷化合物係選自由式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物的縮聚合物(但,不包括僅由烷氧基矽烷化合物B及矽烷醇化合物D所組成的反應性倍半矽氧烷化合物);前述(b)聚合性化合物係式[5]或式[6]表示的聚合性化合物,
(式中,Ar
1及Ar
3分別獨立表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,Ar
2及Ar
4分別獨立表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,R
1及R
2分別獨立表示甲基或乙基)
(式中,R
3及R
4分別獨立表示氫原子或甲基,L
1及L
2分別獨立表示可具有取代基的伸苯基或可具有取代基的萘二基,L
3及L
4分別獨立表示碳原子數1至6的伸烷基,m及n分別表示0至40的整數,但m+n表示成為0至40的整數,L
5表示單鍵或2價的碳原子數6至20的芳香族烴殘基)
(式中,R
5表示氫原子或甲基,R
6表示碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基、任意包含醚鍵的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基或任意包含醚鍵的碳原子數1至30的多元醇殘基,p表示1至6的整數)。
Description
本發明係關於反應性倍半矽氧烷化合物、包含該反應性倍半矽氧烷化合物的聚合性組成物、硬化物及光波導。詳細而言係關於一種含有反應性倍半矽氧烷化合物的聚合性組成物,其係用於得到即使是在長波長區域下亦能展現出低傳送損失(transmission loss)的光波導。
近年來,由於雲端計算(cloud computing)的發展或智慧手機使用者的增加,故進行著對於資訊通信的高速化、高容量化。作為可高密度且高速處理資訊的技術,正致力於研究將伺服器機板內的一部分的電性配線(electrical wiring)變更為光化配線(optical wiring)的光電混載基板(亦稱為「光電複合基板」)之技術。光電混載基板中,作為光電轉換元件的光源,已知有面發光雷射(VCSEL)或矽光子學(silicon photonics)之類的技術,最近VCSEL的波長已從850nm變更成矽光子學的波長1310nm或1550nm的長波長區域。
作為在波長1310nm或波長1550nm之類的長波長區域展現出高透明性的光波導,迄今已知有藉由含有氟的聚矽氧樹脂的光波導(參考專利文獻1)。
又,關於聚矽氧系聚合物,提案著一種有機聚矽氧縮合生成物之製造方法的發明,其中,在BaOH
2的存在下,使含有至少1個烷氧基的矽烷化合物與含有至少1個羥基的矽烷化合物進行反應(參考專利文獻2)。
又,報告著一種含有倍半矽氧烷化合物的光波導形成用組成物,其展現出低傳送損失(參考專利文獻3)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第03/097719號
[專利文獻2]美國專利第5109093號說明書
[專利文獻3]國際公開第2018/199305號
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1中記載的波導所使用的含有氟的材料,存在有對於溶劑的溶解性、對於基板的親和性為低而使得光波導的製作製程變得困難之類的問題。
又,專利文獻2中並未揭示具體的倍半矽氧烷之製造方法。
又,與以往品相比較,專利文獻3的組成物雖展現出優異的低傳送損失,但在長波長(1310nm及1550nm)下的傳送損失,則無法稱為足夠地低。
因此,作為光波導形成組成物中所包含的成分,期望著開發一種縮聚合物,其係除了波長850nm以外,即使是在長波長下亦能展現出更低的傳送損失。
本發明的目的在於提供一種即使是在長波長下亦能展現出低傳送損失的縮聚合物,及包含該縮聚合物的透明的光波導形成材料。
[解決課題之手段]
本發明人為了解決上述課題經深入研究之結果發現,一種反應性倍半矽氧烷化合物,其係特定的烷氧基矽烷與矽烷醇的縮聚合物,即使是在長波長區域亦能展現出低的傳送損失,然後,藉由包含該反應性倍半矽氧烷化合物及聚合性化合物的組成物,可得到適合形成即使是在長波長區域亦能展現出低傳送損失的光波導的組成物,因而完成本發明。
即,本發明中,作為第1觀點為關於一種聚合性組成物,其包含(a)反應性倍半矽氧烷化合物100質量份及(b)聚合性化合物5~500質量份,其中,前述(a)反應性倍半矽氧烷化合物係選自由式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物的縮聚合物(但,不包括僅由烷氧基矽烷化合物B及矽烷醇化合物D所組成的反應性倍半矽氧烷化合物);前述(b)聚合性化合物係式[5]或式[6]表示的聚合性化合物,
(式中,Ar
1及Ar
3分別獨立表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,Ar
2及Ar
4分別獨立表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,R
1及R
2分別獨立表示甲基或乙基)
(R
3及R
4分別獨立表示氫原子或甲基,L
1及L
2分別獨立表示可具有取代基的伸苯基或可具有取代基的萘二基,L
3及L
4分別獨立表示碳原子數1至6的伸烷基,m及n分別表示0至40的整數,但m+n表示成為0至40的整數,L
5表示單鍵或2價的碳原子數6至20的芳香族烴殘基)
(式中,R
5表示氫原子或甲基,R
6表示碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基、任意包含醚鍵的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基或任意包含醚鍵的碳原子數1至30的多元醇殘基,p表示1至6的整數)。
作為第2觀點為關於如第1觀點記載之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係使前述烷氧基矽烷化合物與前述矽烷醇化合物以莫耳比為0.8:1.2至1.2:0.8而得到的縮聚合物。
作為第3觀點為關於如第1觀點或第2觀點記載之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係使前述烷氧基矽烷化合物與前述矽烷醇化合物在鹼性觸媒的存在下,以不積極添加水地進行縮聚合而得到的縮聚合物。
作為第4觀點為關於如第1觀點至第3觀點中任一觀點記載之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係前述式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B與式[3a]表示的矽烷醇化合物C的縮聚合物,
(式中,Ar
3表示4-乙烯基苯基)。
作為第5觀點為關於如第4觀點記載之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係式[2a]表示的烷氧基矽烷化合物B與前述式[3a]表示的矽烷醇化合物C的縮聚合物,
(式中,Ar
2表示苯基,R
1表示甲基或乙基)。
作為第6觀點為關於如第1觀點至第5觀點中任一觀點記載之聚合性組成物,其中,前述(b)聚合性化合物係下述式(B-1)表示的化合物,
(式中,q及r分別獨立表示0至40的整數,但q+r表示成為0至40的整數)。
作為第7觀點為關於一種硬化物,其係第1觀點至第6觀點中任一觀點記載之聚合性組成物的聚合物。
作為第8觀點為關於一種光波導,其係使用第1觀點至第6觀點中任一觀點記載之聚合性組成物來製作。
作為第9觀點為關於一種反應性倍半矽氧烷化合物,其係在鹼性觸媒的存在下,以不積極添加水地使選自由式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物進行縮聚合而得到(但,不包括僅由烷氧基矽烷化合物B及矽烷醇化合物D所組成的反應性倍半矽氧烷化合物),
(式中,Ar
1及Ar
3分別獨立表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,Ar
2及Ar
4分別獨立表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,R
1及R
2分別獨立表示甲基或乙基)。
[發明的效果]
依據本發明,可提供一種反應性倍半矽氧烷化合物,其係即使是在長波長下亦能展現出低傳送損失的縮聚合物,及提供包含該反應性倍半矽氧烷化合物的聚合性組成物。
又,依據本發明,藉由該聚合性組成物,可提供即使是在長波長下亦能展現出低傳送損失的透明的硬化物及使用該硬化物的光波導。
此情形時,藉由開發一種光波導形成組成物,其係能夠形成塗佈後不具有表面沾黏(tack)性的硬化物,因而可期待能於光波導的製作時進行接觸曝光(contact exposure)。
[實施發明之最佳形態]
<<聚合性組成物>>
本發明的聚合性組成物係包含100質量份的特定的反應性倍半矽氧烷化合物作為成分(a)及5至500質量份的特定的聚合性化合物作為成分(b)的聚合性組成物。
以下,說明各成分。
<反應性倍半矽氧烷化合物>
本發明中(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物係選自由後述的式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由後述的式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物的縮聚合物。
但,本發明中(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物不包含僅由式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成的縮聚合物。
(烷氧基矽烷化合物A)
烷氧基矽烷化合物A係下述式[1]表示的化合物。
上述式[1]中,Ar
1表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,R
1表示甲基或乙基。
作為Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基,可舉例如2-乙烯基苯基、3-乙烯基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙烯基氧基苯基、4-烯丙基苯基、4-烯丙氧基苯基、4-異丙烯基苯基等。
作為Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基,可舉例如4-乙烯基萘-1-基、5-乙烯基萘-1-基、6-乙烯基萘-2-基、4-烯丙氧基萘-1-基、5-烯丙氧基萘-1-基、8-烯丙氧基萘-1-基、5-乙烯基氧基萘-1-基、4-烯丙基萘-1-基、5-烯丙基萘-1-基、5-異丙烯基萘-1-基等。
作為Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,可舉例如4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-2-基、4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-3-基、4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基、4’-乙烯基氧基-[1,1’-聯苯]-4-基、4’-烯丙基-[1,1’-聯苯]-4-基、4’-烯丙氧基-[1,1’-聯苯]-4-基、4’-異丙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基等。
作為上述式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A的具體例,可舉例如三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷、三乙氧基(4-乙烯基苯基)矽烷、(4-異丙烯基苯基)三甲氧基矽烷、(4-異丙烯基苯基)三乙氧基矽烷、三甲氧基(4-乙烯基-1-萘基)矽烷、三乙氧基(4-乙烯基-1-萘基)矽烷、三甲氧基(4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基)矽烷、三乙氧基(4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基)矽烷等,較佳可舉出為三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷,但並非被限定於該等。
(烷氧基矽烷化合物B)
前述烷氧基矽烷化合物B係下述式[2]表示的化合物。
上述式[2]中,Ar
2表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基、或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,R
2表示甲基或乙基。
作為Ar
2表示的縮合多環芳香族烴基,可舉例如由萘、菲、蒽、聯伸三苯、芘、䓛、稠四苯、伸聯苯、茀所衍生的1價的基等。
又,作為複數個芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,可舉例如由聯苯、聯三苯、聯四苯、聯萘、苯基萘、苯基茀、二苯基茀所衍生的1價的基等。
尚,於上述苯基、縮合多環芳香族烴基及烴環集合基中,作為能夠當作取代基的碳原子數1至6的烷基,可舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、環戊基、n-己基、環己基等。
作為上述式[2]表示的化合物之較佳具體例,可舉例如三甲氧基(苯基)矽烷、三乙氧基(苯基)矽烷、三甲氧基(p-甲苯基)矽烷、三乙氧基(p-甲苯基)矽烷、三甲氧基(1-萘基)矽烷、三乙氧基(1-萘基)矽烷、三甲氧基(2-萘基)矽烷、三乙氧基(2-萘基)矽烷、三甲氧基(2-菲)矽烷、三乙氧基(3-菲)矽烷、三甲氧基(9-菲)矽烷、三乙氧基(9-菲)矽烷、[1,1’-聯苯]-4-基三甲氧基矽烷、[1,1’-聯苯]-4-基三乙氧基矽烷等,又較佳可舉出三甲氧基(苯基)矽烷、三甲氧基(1-萘基)矽烷、[1,1’-聯苯]-4-基三甲氧基矽烷及三甲氧基(9-菲)矽烷,但並非被限定於該等中。
(矽烷醇化合物C)
矽烷醇化合物C係下述式[3]表示的化合物。
上述式[3]中,Ar
3表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基。
作為Ar
3表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基,可舉出與上述Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基為相同的基。
作為Ar
3表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基,可舉出與上述Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基為相同的基。
作為Ar
3表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基,可舉出與上述Ar
1表示的具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基為相同的基。
作為上述矽烷醇化合物C,可使用市售種類或以周知的方法所合成的矽烷醇化合物,例如可使用以酸觸媒存在下,將上述烷氧基矽烷化合物A進行水解而得到的矽烷醇化合物。
作為酸觸媒,可舉出鹽酸、硝酸、硫酸等的無機酸及乙酸、草酸等的有機酸等。
作為上述式[3]表示的矽烷醇化合物C的較佳具體例,可舉例如三羥基(4-乙烯基苯基)矽烷、(4-異丙烯基苯基)三羥基矽烷、三羥基(4-乙烯基-1-萘基)矽烷、三羥基(4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基)矽烷等,較佳可舉出為三羥基(4-乙烯基苯基)矽烷,但並非被限定於該等。
(矽烷醇化合物D)
矽烷醇化合物D係下述式[4]表示的化合物。
上述式[4]中,Ar
4表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基、或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基。
作為Ar
4表示的縮合多環芳香族烴基,可舉出與上述Ar
2表示的縮合多環芳香族烴基為相同的基。
作為Ar
4表示的複數個芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基,可舉出與Ar
2表示的複數個芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基為相同的基。
尚,於上述苯基、縮合多環芳香族烴基及烴環集合基中,作為能夠當作取代基的碳原子數1至6的烷基,可舉出與上述的碳原子數1至6的烷基為相同的基。
作為上述矽烷醇化合物D,可使用市售種類或以周知的方法合成的矽烷醇化合物,例如可使用以酸觸媒存在下,將上述烷氧基矽烷化合物B進行水解而得到的矽烷醇化合物。
作為酸觸媒,可舉出鹽酸、硝酸、硫酸等的無機酸及乙酸、草酸等的有機酸等。
作為上述式[4]表示的化合物的具體例,可舉例如(苯基)三羥基矽烷、(p-甲苯基)三羥基矽烷、(1-萘基)三羥基矽烷、(2-萘基)三羥基矽烷、(9-菲)三羥基矽烷、[1,1’-聯苯]-4-基三羥基矽烷等,但並非被限定於該等中。
<反應性倍半矽氧烷化合物之合成>
本發明的反應性倍半矽氧烷化合物係可藉由上述烷氧基矽烷化合物與矽烷醇化合物的縮聚合反應而得到。上述烷氧基矽烷化合物及上述矽烷醇化合物的縮聚合反應係以在鹼性觸媒的存在下,以不積極添加水之方式來實施為合適。
若不使用酸性觸媒及添加的水之情形時,將可抑制烷氧基矽烷化合物的烷氧基水解成為羥基(矽烷醇基),而認為作為烷氧基矽烷化合物與矽烷醇化合物的反應會優先進行包含脫醇縮合的縮聚合。
(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物中使用的烷氧基矽烷化合物與矽烷醇化合物的縮聚合反應相關的調配莫耳比並無特別限定,通常可舉出為烷氧基矽烷化合物:矽烷醇化合物=1:2~2:1的範圍,較佳可舉出為0.7:1.3~1.3:0.7的範圍,又較佳可舉出為0.8:1.2至1.2:0.8的範圍,更又較佳可舉出為1:1。
藉由將烷氧基矽烷化合物的調配莫耳數對矽烷醇化合物的調配莫耳數之調配莫耳比設為上述範圍,可得到即使是在高波長下傳送損失亦為低的反應性倍半矽氧烷化合物。
上述的烷氧基矽烷化合物及矽烷醇化合物,可因應所需選擇適當的化合物來使用,又,亦可分別併用複數種的化合物。即使是此情形時的調配莫耳比,烷氧基矽烷化合物的莫耳量的總計與矽烷醇化合物的莫耳量的總計之比亦在上述的範圍內。
(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物中使用的烷氧基化合物與矽烷醇化合物的縮聚合反應相關之「具有聚合性雙鍵的化合物」(式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[3]表示的矽烷醇化合物C),與「不具有聚合性雙鍵的化合物」(式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B及式[4]表示的矽烷醇化合物D)的調配莫耳比並無特別限定,就硬化物的物理性質穩定之目的,可舉例如上述具有聚合性雙鍵的化合物:上述不具有聚合性雙鍵的化合物=5:1~1:5的範圍,較佳可舉出3:1~1:3的範圍。
藉由將具有聚合性雙鍵的化合物的調配莫耳數對不具有聚合性雙鍵的化合物的調配莫耳數的調配莫耳比設為5以下,可得到具有更低傳送損失(透明性)的硬化物。又,藉由將具有聚合性雙鍵的化合物的調配莫耳數對不具有聚合性雙鍵的化合物的調配莫耳數的調配莫耳比設為1/5以上,可得到充分的交聯密度,對於熱的尺寸穩定性會更加提升。
上述的具有聚合性雙鍵的化合物及不具有聚合性雙鍵的化合物係可因應所需選擇適當的化合物來使用,又,亦可分別併用複數種的化合物。即使是此情形時的調配莫耳比,具有聚合性雙鍵的化合物的莫耳量的總計與不具有聚合性雙鍵的化合物的莫耳量的總計之比亦在上述的範圍內。
作為反應性倍半矽氧烷化合物的原料,並無特別限定於上述烷氧基矽烷化合物與上述矽烷醇化合物的組合。
作為本發明的反應性倍半矽氧烷化合物的較佳例子,可舉出前述式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B與下述式[3a]表示的矽烷醇化合物的縮聚合物。
式[3a]中,Ar
3表示4-乙烯基苯基。
又,作為本發明的反應性倍半矽氧烷化合物的較佳例子,可舉出下述式[2a]表示的烷氧基矽烷化合物與前述式[3a]表示的矽烷醇化合物的縮聚合物。
式[2a]中,Ar
2表示苯基,R
1表示甲基或乙基。
上述縮聚合反應中使用的鹼性觸媒,只要是能溶解於後述的溶劑中、或能均勻分散即可,並其種類並無特別限定,可因應所需地適當選擇來使用。
作為鹼觸媒,可舉例如鹼金屬氫氧化物、鹼土類金屬氫氧化物、氫氧化銨、四級銨鹽、胺類及氟化物鹽等。
作為鹼性觸媒的具體例,可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化銨、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丁基銨、三乙基胺、氟化銨、氟化四甲基銨及氟化四丁基銨、二氮雜二環十一烯等,並不限定於該等。又,該等鹼性觸媒亦可以是水合物的形狀。
作為鹼性觸媒,較佳可舉出氫氧化鋇的水合物(BaOH
2・H
2O)、二氮雜二環十一烯。
該等鹼性觸媒係可單獨使用1種、或亦可混合2種以上來使用。
相對於上述烷氧基矽烷化合物與矽烷醇化合物的合計質量,觸媒的使用量為0.01~10質量%,較佳為0.1~5質量%。藉由將觸媒的使用量設為0.01質量%以上,反應將更良好地進行。又,若考慮經濟性,以10質量%以下來使用已充分。
烷氧基矽烷化合物及矽烷醇化合物的脫醇縮合反應係亦可在無溶劑下來進行,但亦能夠使用對兩種化合物都為惰性的溶劑來作為反應溶劑。使用反應溶劑時,會有容易使反應系均勻、可更加穩定地進行縮聚合反應之類的優點。
作為如此般的反應溶劑,可舉例如丙酮、甲基乙基酮等的酮類;苯、甲苯、二甲苯等的芳香族烴類;乙二醇、丙二醇、己二醇等的乙醇類;乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙基溶纖劑、二乙基卡必醇等的乙二醇醚類;N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺等的醯胺類;乙酸乙酯等的酯類等,特佳可舉出為甲苯、二甲苯及甲基乙基酮。
就防止烷氧基矽烷化合物的水解之目的,該等溶劑亦可使用經脫水處理者。又,該等溶劑係可單獨使用1種、或亦可混合2種以上來使用。
縮聚合相關的反應溫度為20~150℃,又較佳為40~100℃。
反應時間,只要是大於或等於可使縮聚合物的分子量增加結束,並使分子量分布成為穩定所需之時間即可,並無特別受限制,更具體而言為數小時至數天。
縮聚合反應之結束後,可因應所需將鹼去除而得到反應性倍半矽氧烷化合物。較佳為藉由過濾、溶劑餾除等的任意方法來回收所得到的反應性倍半矽氧烷化合物,並因應所需進行適當的純化處理。
鹼的去除方法係可使用周知的方法,較佳例如使用具有磺基(sulfo group)作為離子基的陽離子交換樹脂。
依如此般的反應所得到的縮聚合物(反應性倍半矽氧烷化合物),藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為1,000~100,000,較佳為3,000~ 20,000,又較佳為4,000~15,000。
分散度:Mw(重量平均分子量)/Mn(數量平均分子量)為1.0~10,較佳為1.0~3.0,又較佳為1.0~2.0。
若分子量超過100,000時,透明性低且會有無法展現出優異的低傳送損失之虞,又,若分子量未滿1,000時,則硬化物會不具有充分的強度之虞。又,若反應性倍半矽氧烷化合物的分子量及分散度為上述範圍時,將以固體來得到反應性倍半矽氧烷化合物,因此藉由包含該反應性倍半矽氧烷化合物的聚合性組成物所得到的硬化物,將沒有表面沾黏性或顯著地變低。因而,本發明的聚合性組成物係可適合使用於製造進行接觸曝光的光波導。
本發明中(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物,在850nm的傳送損失為未滿0.2dB/cm,較佳為未滿0.1dB/cm,在1310nm的傳送損失為未滿0.35dB/cm,較佳為未滿0.30dB/cm,在1550nm的傳送損失為未滿0.45dB/cm,較佳為未滿0.40dB/cm的化合物,因而,適合作為用於透明性高、且即使是在長波長區域下亦能展現出低傳送損失的光波導形成組成物的材料。
本發明中(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物的傳送損失,係藉由以下的方法來求出。
將倍半矽氧烷以4倍體積的甲苯來稀釋,並使用0.2μm的過濾器進行過濾,調製出反應性倍半矽氧烷化合物的20vol%甲苯溶液。
將使用光程長度1cm的玻璃槽(glass cell)所測量的反應性倍半矽氧烷化合物的20vol%溶液的吸光度設為A1,將使用光程長度1cm的玻璃槽所測量的甲苯的吸光度設為Atol1,將使用光程長度0.5cm的玻璃槽所測量的甲苯的吸光度設為Atol2。使用所測量的吸光度A1、吸光度Atol1及吸光度Atol2,根據以下的公式來算出傳送損失。
傳送損失[dB/cm]=(吸光度A-吸光度Atol×3/5)×5×10
吸光度A=吸光度A1-吸光度Atol2
吸光度Atol=吸光度Atol1-吸光度Atol2
又,本發明的反應性倍半矽氧烷化合物係至少具有[Ar
1SiO
3/2]或[Ar
3SiO
3/2]表示的矽氧烷單位的化合物,較佳為至少具有[Ar
1SiO
3/2]及[Ar
4SiO
3/2]表示的矽氧烷單位或[Ar
2SiO
3/2]及[Ar
3SiO
3/2]表示的矽氧烷單位的化合物。
但,(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物係烷氧基矽烷化合物與矽烷醇化合物的縮聚合物的聚集體,故無法取出個別的縮聚合物來進行分子量等測量,又,源自烷氧基矽烷化合物的單位構造與源自矽烷醇化合物的單位構造是以何種的順序來鍵結等,其構造為複雜,故於提出本專利申請案時,難以利用通式來表示該反應性倍半矽氧烷化合物的構造。即,存在著不可能根據構造或特性來直接界定(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物之情形,或是幾乎是不切實際之情形。
<聚合性化合物>
本發明中使用的聚合性化合物係下述式[5]或[6]表示的化合物。
式[5]中,R
3及R
4分別獨立表示氫原子或甲基,L
1及L
2分別獨立表示可具有取代基的伸苯基或可具有取代基的萘二基,L
3及L
4分別獨立表示碳原子數1至6的伸烷基,m及n分別表示0至40的整數,但m+n表示成為0至40的整數,L
5表示單鍵或2價的碳原子數6至20的芳香族烴殘基。
作為L
1及L
2表示的可具有取代基的伸苯基,可舉例如o-伸苯基、m-伸苯基、p-伸苯基、2-甲基苯-1,4-二基、2-胺基苯-1,4-二基、2,4-二溴苯-1,3-二基、2,6-二溴苯-1,4-二基等。
又,作為L
1及L
2表示的可具有取代基的萘二基,可舉出1,2-萘二基、1,4-萘二基、1,5-萘二基、1,8-萘二基、2,3-萘二基、2,6-萘二基等。
作為L
3及L
4表示的碳原子數1至6的伸烷基,可舉例如亞甲基、伸乙基、三亞甲基、1-甲基伸乙基、四亞甲基、1-甲基三亞甲基、1,1-二甲基伸乙基、五亞甲基、1-甲基四亞甲基、2-甲基四亞甲基、1,1-二甲基三亞甲基、1,2-二甲基三亞甲基、2,2-二甲基三亞甲基、1-乙基三亞甲基、六亞甲基、1-甲基五亞甲基、2-甲基五亞甲基、3-甲基五亞甲基、1,1-二甲基四亞甲基、1,2-二甲基四亞甲基、2,2-二甲基四亞甲基、1-乙基四亞甲基、1,1,2-三甲基三亞甲基、1,2,2-三甲基三亞甲基、1-乙基-1-甲基三亞甲基、1-乙基-2-甲基三亞甲基等。
於式[5]表示的化合物中,m及n係以m+n成為0~30時為較佳,以m+n成為2~20時為又較佳。
作為L
5表示的2價的碳原子數6至20的芳香族烴殘基,可舉出苯、具有複數個苯環構造的縮合環烴、或從複數個芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合物中去除2個的氫原子所得到的基。
可舉例如1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基等的伸苯基、3,3’-伸聯苯基、3,4’-伸聯苯基、4,4’-伸聯苯基等的伸聯苯基、9H-茀-2,7-二基、9H-茀-9,9-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、蒽-2,6-二基、蒽-9,10-二基、菲-1,8-二基、菲-9,10-二基、稠四苯-2,8-二基、稠四苯-5,12-二基、芘-1,6-二基、苝-3,9-二基、苝-3,10-二基等。該等之中,較佳可舉出1,4-伸苯基及9H-茀-9,9-二基。
作為上述式[5]表示的化合物的具體例,可舉例如9,9-雙(4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基)-9H-茀、OGSOL(註冊商標)EA-0200、同EA-0300、同EA-F5003、同EA-F5503、同EA-F5510、同EA-F5710、同GA-5000[以上Osaka Gas Chemicals(股)製]、NK EsterA-BPEF[新中村化學工業(股)製]、Viscoat #700HV[大阪有機化學工業(股)製]等,但並非限定於該等(尚,本說明書中所謂(甲基)丙烯醯基係指丙烯醯基與甲基丙烯醯基之兩者)。
式[6]中、R
5表示氫原子或甲基,R
6表示碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基、任意包含醚鍵的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基或任意包含醚鍵的碳原子數1至30的多元醇殘基,p表示1至6的整數。
作為R
6表示的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基,可舉出從甲烷、乙烷、丙烷、n-丁烷、n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-壬烷、n-癸烷、n-十一烷、n-十二烷、n-十三烷、n-十四烷、n-十五烷、n-十六烷、n-十七烷、n-十八烷、n-十九烷、n-二十烷、n-二十一烷、n-二十二烷、n-二十三烷、n-二十四烷、n-二十五烷、n-二十六烷、n-二十七烷、n-二十八烷、n-二十九烷、n-三十烷等的碳原子數1至30的直鏈烷烴;2-甲基丙烷、2,2-二甲基丙烷、2,2-二甲基丁烷、2,2,6,6-四甲基庚烷等的碳原子數1至30的分支烷烴;環戊烷、環己烷等的碳原子數1至30的環狀烷烴;或該等的組合中去除p個的氫原子所得到的基。
作為R
6表示的任意包含醚鍵的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基,可舉出上述碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基中的任意數量的-CH
2-被-O-取代所表示的基,或從上述直鏈烷烴、分支烷烴及環狀烷烴介隔任意數量的醚鍵鍵結而成的烷烴中去除p個的氫原子所得到的基。
作為R
6表示的任意包含醚鍵的碳原子數1至30的多元醇殘基,可舉出從上述碳原子數1至30的直鏈烷烴、上述碳原子數1至30的分支鎖烷烴、上述碳原子數1至30的環狀烷烴或該等的組合中使任意數量的-CH
2-被-O-取代,且使任意數量的氫原子被羥基取代、使p個的氫原子被-O-取代所得到的基
作為式[6]表示的聚合性化合物的具體例,可舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸n-丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸tert-丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3-二羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等的單(甲基)丙烯酸酯化合物;新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、2-(5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二噁烷-2-基)-2-甲基丙烷-1-醇=二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質2-(5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二噁烷-2-基)-2-甲基丙烷-1-醇=二(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質2-(5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二噁烷-2-基)-2-甲基丙烷-1-醇=二(甲基)丙烯酸酯等的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等。
該等之中,以多官能(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,可舉例如2-(5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二噁烷-2-基)-2-甲基丙烷-1-醇=二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。
又,該等的(甲基)丙烯酸酯化合物,作為市售品能夠容易取得,可舉例如HEA、HPA、4-HBA、AIB、TBA、Viscoat #295、#300、#802、#160、#192[以上大阪有機化學工業(股)製];LIGHT ACRYLATE NP-A、TMP-A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A、Lightester E、NB、IB、TB、M-3F、HOA(N)、HO-250(N)、HOP(N)、HOP-A(N)、HOB(N)、NP、TMP[以上共榮社化學(股)製];NK EsterNPG、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、A-TMPT-3EO、A-TMPT-9EO、TMPT、A-TMMT、AD-TMP、A-9550、A-DPH、A-DOC、A-DCP、TMPT-3EO[以上新中村化學工業(股)製];Aronox(註冊商標)M-309、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450、M-408、M-403、M-400、M-402、M-404、M-406、M-405[以上東亞合成(股)製];KAYARAD NPGDA、TMPTA、PET-30、T-1420(T)、D-310、DPHA[以上日本化藥(股)製]等。
作為本發明的式[5]或[6]表示的聚合性化合物的較佳例子,可舉出以下的(B-1)~(B-9)表示的化合物。
式(B-1)中,q及r分別獨立表示0至40的整數,但q+r表示成為0至40的整數。
式(B-2)中,s及t分別獨立表示0至40的整數,但s+t表示成為0至40的整數。
式(B-3)中,u及v分別獨立表示0至6的整數。
式(B-5)中,x、y及z分別獨立表示1至9的整數,但x+y+z表示為9的整數。
(b)成分的聚合性化合物係可單獨使用1種或可組合2二種以上來使用。
本發明的聚合性組成物中,相對於(a)成分100質量份,(b)成分的含有量為1~500質量份,較佳為5~100質量份。
<(c)不屬於前述(b)聚合性化合物的(甲基)丙烯酸酯化合物>
本發明的聚合性組成物係能夠進而包含不屬於前述(b)成分的聚合性化合物的(甲基)丙烯酸酯化合物,來作為(c)成分。尚,本說明書中所謂(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯之兩者。
其中,作為(c)成分,以至少包含含有芳香環的(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,又或,以至少包含單(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳。特別是,作為(c)成分,以至少包含含有芳香環的單(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳。
作為如此般的(c)成分的(甲基)丙烯酸酯化合物,可舉例如(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸1-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸1-萘基酯、(甲基)丙烯酸1-萘基甲酯、(甲基)丙烯酸2-萘基酯、(甲基)丙烯酸2-萘基甲酯、(甲基)丙烯酸9-蒽基酯、(甲基)丙烯酸9-蒽基甲酯、(甲基)丙烯酸9-菲基酯、(甲基)丙烯酸9-菲基甲酯、(甲基)丙烯酸1-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸4-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸2-(2-聯苯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(3-聯苯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4-聯苯氧基)乙酯、環氧乙烷改質o-苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯等的單(甲基)丙烯酸酯化合;雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、雙酚S二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚S二(甲基)丙烯酸酯等的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等。
該等之中,以(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸4-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸2-(2-聯苯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(3-聯苯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4-聯苯氧基)乙酯、環氧乙烷改質o-苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯為較佳,以(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基苄酯、(甲基)丙烯酸2-(2-聯苯氧基)乙酯、環氧乙烷改質o-苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯為又較佳,以(甲基)丙烯酸苄酯為又更佳。
又,該等的(甲基)丙烯酸酯化合物,作為市售品能夠容易取得,可舉例如Viscoat 3F、4F、8F、8FM、#540[以上大阪有機化學工業(股)製];LIGHT ACRYLATE PO-A、P2H-A、P-200A、BA-104、BP-4EAL、BP-4PA、Lightester BZ、PO、BP-2EMK[以上共榮社化學(股)製];NK EsterAMP-20GY、PHE-1G、A-LEN-10、ABE-300、A-BPE-4、A-BPE-10、A-BPE-20、A-BPE-30、A-BPP-3、A-B1206PE、BPE-80N、BPE-100、BPE-200、BPE-500、BPE-900、BPE-1300N、A-9300、A-9300-1CL、A-DOG、A-DCP[以上新中村化學工業(股)製];Aronox (註冊商標)M-101A、M-102、M-106、M-110、M-111、M-113、M-117、M-5700、M-208、M-211B、M-215、M-313、M-315[以上東亞合成(股)製];BLEMMER(註冊商標)AAE-300、PAE-100、43PAPE-600B、ANP-300、75ANEP-600、PDBE-200、PDBE-250、PDBE-450、PDBE-1300、PDBPE[以上日油(股)製];KAYARAD DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120、R-128H、R-551、R-712[以上日本化藥(股)製]等。
若添加(c)不屬於前述(b)聚合性化合物的(甲基)丙烯酸酯化合物時,(甲基)丙烯酸酯化合物係可單獨使用1種或可混合2種以上來使用。又,相對於(a)成分及(b)成分的總量100質量份,作為該添加量為1~50質量份,較佳為1~25質量份,更佳為5~25質量份。
<其他添加劑>
本發明的聚合性組成物,只要是不損及本發明的效果,因應所需進而可含有聚合起始劑、增感劑、溶劑、密著促進劑、鏈轉移劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定化劑、調平劑、流變劑、顏料、染料、消泡劑等。又,亦可包含其他能夠聚合的化合物。
(聚合起始劑)
就提升其反應性之目的,本發明的聚合性組成物係可包含光聚合起始劑及熱聚合起始劑。
作為光聚合起始劑,可舉例如苯烷基酮類、二苯甲酮類、醯基氧化膦類、米其勒的苯甲醯苯甲酸酯類、肟酯類、一硫化四甲基秋蘭姆類、噻吨酮類等。
特別是以光解離型的光自由基聚合起始劑為較佳。關於光解離型的光自由基聚合起始劑,可舉出最新UV硬化技術(159頁、發行人:高薄一弘、發行單位:技術情報協會(股)、1991年發行)所記載者。
作為市售的光自由基聚合起始劑,可舉例如IRGACURE (註冊商標)184、同369、同651、同500、同819、同907、同784、同2959、同CGI1700、同CGI1750、同CGI1850、同CG24-61、同TPO、Darocur(註冊商標)1116、同1173[以上BASF JAPAN(股)製]、ESACURE KIP150、同KIP65LT、同KIP100F、同KT37、同KT55、同KTO46、同KIP75[以上Lamberti公司製]等。
如此般的光起始劑係可單獨或可組合2種以上來使用,相對於本發明的(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物、(b)成分的聚合性化合物及(c)成分的(甲基)丙烯酸酯化合物的合計量(以下稱為合計聚合性化合物)的100質量份,該添加量係以0.1~20質量份為較佳,又較佳為0.3~10.0質量份。
又,作為熱聚合起始劑,可舉例如偶氮類、有機過氧化物類等。
作為市售的偶氮系熱聚合起始劑,可舉例如V-30、V-40、V-59、V-60、V-65、V-70[以上FUJIFILM Wako Pure Chemical(股)(原和光純藥工業(股))製]等。
又作為市售的有機過氧化物系熱聚合起始劑,可舉例如Percadox(註冊商標)CH、同BC-FF、同14、同16、TRIGONOX(註冊商標)22、同23、同121、KAYAESTER(註冊商標)P、同O、KAYABUTYL(註冊商標)B[以上KAYAKU AKZO(股)製]、PERHEXA(註冊商標)HC、PERCUMYL(註冊商標)H、PEROCTA(註冊商標)O、PERHEXYL(註冊商標)O、同Z、PERBUTYL(註冊商標)O、同Z[以上日油(股)製]等,但並非限定於該等。
熱聚合起始劑係可單獨使用1種或亦可組合2種以上來使用。相對於合計聚合性化合物100質量份,該添加量係以5質量份以下為較佳,又較佳為0.3~2.0質量份。
(光增感劑)
就提升其反應性之目的,本發明的聚合性組成物係可包含光增感劑。
作為上述光增感劑,可舉例如蒽等的蒽系光增感劑。光增感劑係可單獨使用1種或亦可組合2種以上來使用,相對於合計聚合性化合物100質量份,該添加量係以5質量份以下為較佳。
光增感劑係可1種或可組合2種以上來使用,又光增感劑係可與上述光聚合起始劑組合來使用。
(溶劑)
本發明的組成物係可含有有機溶劑。
作為有機溶劑,可舉例如四氫呋喃、二噁烷等的醚類;苯、甲苯、二甲苯等的芳香族烴類;N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等的極性溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等的酯類;3-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯等的烷氧基酯類;乙二醇二甲基醚、丙二醇二甲基醚等的二甘醇二烷基醚類;二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二丙二醇二甲基醚等的二二醇二烷基醚類;乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚等的二醇單烷基醚類;二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚等的二二醇單烷基醚類;丙二醇單甲基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯等的二甘醇單烷基醚酯類;環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、2-庚酮等的酮類等。該等的有機溶劑係可單獨使用1種或可混合2種以上來使用。
該等之中,以丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯、環己酮等為較佳。
有機溶劑的使用量係以組成物中設為10~95質量%左右為合適。
就提升與基板的密著性之目的,本發明的聚合性組成物中亦可添加密著促進劑。
作為密著促進劑,可舉出三甲基氯矽烷、二甲基乙烯基氯矽烷、甲基二苯基氯矽烷、氯甲基二甲基氯矽烷等的氯矽烷類;三甲基甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、二甲基乙烯基乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等的烷氧基矽烷類;六甲基二矽氮烷、N,N’-雙(三甲基矽烷基)脲、二甲基三甲基矽烷基胺、三甲基矽烷基咪唑等的矽氮烷類;乙烯基三氯矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(N-哌啶基)丙基三甲氧基矽烷等的矽烷類;苯并三唑、苯并咪唑、吲唑、咪唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噁唑、脲唑、硫尿嘧啶、巰基咪唑、巰基嘧啶等的雜環狀化合物;1,1-二甲基脲、1,3-二甲基脲等的脲化合物;硫脲化合物等。
密著促進劑係可單獨使用1種亦可組合2種以上來使用,相對於合計聚合性化合物100質量份,該添加量係以1質量份以下為較佳。
(鏈轉移劑)
本發明的組成物係可包含鏈轉移劑。
作為上述鏈轉移劑,例如作為硫醇化合物,可舉出巰基乙酸甲酯、3-巰基丙酸甲酯、3-巰基丙酸2-乙基己酯、3-巰基丙酸3-甲氧基丁酯、3-巰基丙酸n-辛酯、3-巰基丙酸硬脂酯、1,4-雙(3-巰基丙醯氧基)丁烷、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、三羥甲基乙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基乙烷參(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丁酸酯)、參[2-(3-巰基丙醯氧基)乙基]異氰脲酸酯、參[2-(3-巰基丁醯氧基)乙基]異氰脲酸酯等的巰基羧酸酯類;乙硫醇、2-甲基丙烷-2-硫醇、n-十二烷硫醇、2,3,3,4,4,5-六甲基己烷-2-硫醇(tert-十二烷硫醇)、乙烷-1,2-二硫醇、丙烷-1,3-二硫醇、苄基硫醇等的烷基硫醇類;苯硫醇、3-甲基苯硫醇、4-甲基苯硫醇、萘-2-硫醇、吡啶-2-硫醇、苯并咪唑-2-硫醇、苯并噻唑-2-硫醇等的芳香族硫醇類;2-巰基乙醇、4-巰基-1-丁醇等的巰基醇類;3-(三甲氧基矽烷基)丙烷-1-硫醇、3-(三乙氧基矽烷基)丙烷-1-硫醇等的矽烷含有硫醇類等:作為二硫醚化合物,可舉出二乙基二硫醚、二丙基二硫醚、二異丙基二硫醚、二丁基二硫醚、二-tert-丁基二硫醚、二戊基二硫醚、二異戊基二硫醚、二己基二硫醚、二環己基二硫醚、二癸基二硫醚、雙(2,3,3,4,4,5-六甲基己烷-2-基)二硫醚(二-tert-十二烷基二硫醚)、雙(2,2-二乙氧基乙基)二硫醚、雙(2-羥基乙基)二硫醚、二苄基二硫醚等的烷基二硫醚類;二苯基二硫醚、二-p-甲苯基二硫醚、二(吡啶-2-基)吡啶二硫醚、二(苯并咪唑-2-基)二硫醚、二(苯并噻唑-2-基)二硫醚等的芳香族二硫醚類;四甲基秋蘭姆二硫化物、四乙基秋蘭姆二硫化物、四丁基秋蘭姆二硫化物、雙(五亞甲基)秋蘭姆二硫化物等的秋蘭姆二硫化物類等:α-甲基苯乙烯二聚物等。
若添加鏈轉移劑時,鏈轉移劑係可單獨使用1種、或亦可混合2種以上來使用。又,相對於聚合性成分(即,上述(a)成分及(b)成分的總量100質量份,或包含(c)成分時,則為(a)成分至(c)成分的總量100質量份),作為該添加量為0.01~20質量份,更較佳為0.1~10質量份。
作為上述抗氧化劑,可舉出酚系抗氧化劑、磷酸系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑等,其中以酚系抗氧化劑為較佳。
作為酚系抗氧化劑,可舉例如IRGANOX(註冊商標)245、同1010、同1035、同1076、同1135[以上BASF JAPAN(股)製]、SUMILIZER(註冊商標)GA-80、同GP、同MDP-S、同BBM-S、同WX-R[以上住友化學(股)製]、Adekastub(註冊商標)AO-20、同AO-30、同AO-40、同AO-50、同AO-60、同AO-80、同AO-330[以上(股)ADEKA製]等。
若添加抗氧化劑時,抗氧化劑係可單獨使用1種、或亦可混合2種以上來使用。又,相對於聚合性成分(即,上述(a)成分及(b)成分的總量100質量份,或包含(c)成分時,則為(a)成分至(c)成分的總量100質量份),作為該添加量為0.01~20質量份,更佳為0.1~10質量份。
就提升其保存穩定性之目的,本發明的聚合性組成物中亦可添加穩定劑。作為上述穩定劑,可舉例如氫醌、氫醌單甲基醚等的氫醌單烷基醚類、4-t-丁基兒茶酚等。穩定劑係可單獨使用1種亦可組合複數種來使用。相對於合計聚合性化合物100質量份,該添加量係以0.1質量份以下為較佳。
<聚合性組成物的調製方法>
本發明的聚合性組成物的調製方法並無特別限定,可舉例如將(a)成分及(b)成分,又因應所需的(c)成分依指定的比例進行混合,並依據期望進而添加其他添加劑再進行混合來製成均勻的溶液的方法,該等各成分之中,例如將(a)成分至(c)成分中之至少二種成分中之至少一部分進行混合製成均勻的溶液後,加入剩餘的各成分,並依據期望進而添加其他添加劑再進行混合來製成均勻的溶液的方法,或除了該等的成分之外,進而使用常用的溶劑的方法等。
若使用溶劑時,本發明的聚合性組成物中的固形分的比例,只要是可使各成分均勻地溶解在溶劑中即可,並無特別限定,例如1~50質量%、或1~30質量%、或1~25質量%。於此,所謂固形分係指從聚合性組成物的全部成分中去除溶劑成分而得到者。
又,聚合性組成物的溶液係以使用孔徑為0.05~5μm的過濾器等進行過濾後來使用為較佳。
若將本發明的聚合性組成物使用作為光波導形成材料時,以在850nm的傳送損失為未滿0.1dB/cm,在1310nm的傳送損失為未滿0.30dB/cm,在1550nm的傳送損失為未滿0.50dB/cm為宜。
<<硬化物>>
藉由曝光(光硬化)或加熱(熱硬化),將本發明的聚合性組成物進行硬化所得到的硬化物亦為本發明的對象。
本發明相關的(a)成分的反應性倍半矽氧烷化合物係具有源自式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及/或式[3]表示的矽烷醇化合物C的聚合性雙鍵(反應性基)。該等反應性基(聚合性雙鍵)容易藉由自由基或陽離子來進行聚合,而於聚合後(硬化後)展現出高耐熱性。
作為曝光的光線,可舉出紫外線、電子線、X線等。作為使用於紫外線照射的光源係可使用太陽光線、化學燈、低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氙氣燈、UV-LED等。又,曝光後亦可施予後烘烤以使硬化物的物理性質穩定化。作為後烘烤的方法,並無特別限定,通常使用加熱板、烘箱等以50~260℃、1~120分鐘的範圍來進行。
作為熱硬化之加熱條件,並無特別限定,通常可從50~300℃、1~120分鐘的範圍來做適當選擇。又,作為加熱方法並無特別限定,可舉例如加熱板、烘箱等。
<<光波導>>
使用本發明的光波導形成用組成物所製作的光波導亦為本發明的對象。
於本發明的光波導中,上述的光波導形成用組成物係能夠適用於形成光波導的包覆(clad)部的包覆形成材料、以及形成芯(core)部的芯形成材料之兩者,但由於該硬化物具有高折射率,故特別適合於芯形成材料。
又,本發明的光波導中,亦可適當選擇被使用於形成以往的光波導的包覆部及芯部的各種材料(即,藉由光照射或加熱處理來進行硬化的材料,例如,將聚矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚降莰烯樹脂等作為主成分的材料等),來作為包覆形成材料及芯形成材料。具體而言,可從上述的光波導形成用組成物及以往的各種材料中來選擇採用各種的形成材料,使得藉由包覆形成材料所形成的包覆部,相較於藉由芯形成材料所形成的芯部的中心部具有更低折射率。又,包覆形成材料中亦可含有例如碳黑等的吸收光的素材。
作為本發明的對象的光波導,其製作方法並無特別限定,例如經由將本發明的光波導形成用組成物或上述以往的各種材料藉由曝光(光硬化)或加熱(熱硬化)來進行硬化之步驟,從而能夠形成光波導。作為代表性的一例為運用使用光罩的光微影技術,並經由蝕刻步驟或顯影步驟從而能夠形成光波導。
又,有關光波導的一形態的相對於基板表面具有期望的傾斜角的光波導(所謂的“光銷釘(Optical Pin)”),亦能夠使用上述光波導形成用組成物而適合地製作。
如此般具有期望的傾斜角的光波導係能夠使用例如國際公開第2015/060190號記載之製造方法而適合地製作,具體而言係能藉由包含以下的方法來製造:
(1)在支撐體上具備抗反射膜之步驟;
(2)在前述抗反射膜上配置前述光波導形成用組成物,介隔光罩利用從非垂直於前述支撐體表面的方向入射的光線,對該光波導形成用組成物進行曝光並硬化之步驟;及
(3)藉由顯影來去除未曝光的光波導形成用組成物之步驟。
上述抗反射膜雖無特別限定,但作為較佳者為由上述國際公開第2015/060190號記載的抗反射膜形成組成物所形成的抗反射膜(一聚合性組成物,其包含反應性聚矽氧化合物與紫外線吸收劑,該反應性聚矽氧化合物係在酸或鹼的存在下,將特定構造的二芳基矽酸化合物與特定構造的烷氧基矽烷化合物進行縮聚合而得到)。
又,有關利用例如國際公開第2013/002013號記載之製造方法(即,使用在成為包覆的硬化性樹脂之中,藉由分注器來配線描繪成為芯的硬化性樹脂的注射法(所謂的“mosquito method”))來得到的漸變折射率(Graded Index/GI)型光波導,亦能夠使用上述光波導形成用組成物而適合地製作。
[實施例]
以下,舉出合成例、實施例及比較例來具體說明本發明,但本發明並不限定於下述的實施例。尚,實施例中的各物理性質的測量方法及測量條件係如以下般。
(1)NMR的測量裝置:Bruker・JAPAN(股)製 核磁共振裝置 AVANCE III HD 500MHz
測量溶劑:氘化丙酮(Acetone-d6)、氘化二甲基亞碸(DMSO-d6)、氘化氯仿(CDCl
3)
基準物質:TMS(四甲基矽烷)(δ:0.0ppm,1H)
(2)凝膠滲透色譜法(GPC)
裝置:島津製作所(股)製 Prominence(註冊商標)GPC系統
管柱:昭和電工(股)製 Shodex(註冊商標)GPC KF-804L+ GPC KF-803L
管柱溫度:40℃
溶劑:四氫呋喃
檢測器:UV
檢量線:標準聚苯乙烯
(3)傳送損失
裝置:島津製作所(股)製 紫外可見近紅外分光光度計UV-3600
(4)折射率
裝置:Metricon公司製 棱鏡耦合器 MODEL 2010/M
測量溫度:室溫(大約23℃)
<用於光波導製作的照射裝置>
(5)UV曝光
裝置:Eyegraphics(股)製 分批式UV照射裝置(高壓水銀燈2kW×1燈)
(6)光罩對準器
裝置:Suss MicroTec公司製 MA6
燈:高壓水銀燈
過濾器:不使用過濾器
照度:14mW/cm
2(365nm檢測)
(7)顯微鏡
裝置:KEYENCE 數位顯微鏡 VHX-6000
<用於光波導的傳送損失測量的評估裝置>
(8)光源
裝置:Keysight Technologie公司製 Fabry-Perot・雷射光源 81657A
(9)功率儀
裝置:Keysight Technologie公司製 Dual Optical Power Sensor 81635A
代號係表示以下的意思。
STMS:三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷[信越化學工業(股)製]
PTMS:三甲氧基(苯基)矽烷[信越化學工業(股)製]或[東京化成工業(股)製]
SSTO:苯乙烯基矽烷三醇[合成例1]
PSTO:苯基矽烷三醇[合成例2]
THF:四氫呋喃[純正化學(股)製]
MeOH:甲醇[純正化學(股)製]
MeCN:乙腈[純正化學(股)製]
甲苯:[純正化學(股)製]
DBHA:2,6-二-tert-丁基-4-甲氧基苯酚[東京化成工業(股)製]
EA-0200:雙芳基茀系二丙烯酸酯化合物[Osaka Gas Chemicals(股)製 OGSOL(註冊商標)EA-0200]
TPO:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯)氧化膦[BASF JAPAN(股)製 IRGACURE(註冊商標)TPO]
IPA:異丙醇[純正化學(股)製]
PGMEA:丙二醇單甲基醚[純正化學(股)製]
Cr(acac)
3:乙醯丙酮鉻(III)[Aldrich公司製]
DBU:1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一烯-7-烯[東京化成工業(股)製]
BnA:丙烯酸苄酯[大阪有機化學工業(股)製 Viscoat ♯160]
I184:1-羥基環己基-苯基-酮[BASF JAPAN(股)製IRGACURE (註冊商標)184]
I1010:季戊四醇四[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯][BASF JAPAN(股)製IRGANOX(註冊商標)1010] 3,5 3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート][BASFジャパン(株)製 IRGANOX(登録商標)1010]
I819:雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)苯基膦氧化物[IGM Resins B.V.公司製Omnirad 819,原BASF JAPAN(股)製IRGACURE (註冊商標)819]
MPTMS:甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯[信越化學工業(股)製 KBM-503]
DDT:n-十二烷硫醇[花王(股)製 THIOKALCOL 21]
IOXE01:1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(о-苯甲醯肟)[BASF JAPAN(股)製IRGACURE(註冊商標)OXE01]3,5 3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート][BASFジャパン(株)製 IRGANOX(登録商標)1010]
FDA:ビスアリールフルオレンジアクリレート[大阪ガスケミカル(株)製 オグソール(登録商標)EA-F5503]
[合成例1]PSTO之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入純水 13.7g,乙酸 0.095g,在5~10℃使用滴液漏斗,以約10分鐘滴下25.2g(127mmol)的PTMS。將該反應混合物在5~10℃攪拌4小時後,以-15℃攪拌30分鐘,並過濾沉澱的固體,使用冷水100g左右、己烷20g、甲苯20g左右及己烷20g左右來洗淨,進行真空乾燥從而得到PSTO12.0g (77mmol、收率60.6%)。
1H-NMR(Acetone-d6)δ:5.54(s, 3H), 7.37(m, 3H), 7.73(d, 2H).
[合成例2]SSTO之合成
在具備冷卻管、攪拌機的500mL的反應燒瓶中,裝入MeCN 100.0g、純水 100.5g、乙酸 2.04g,在室溫下使用滴液漏斗,以約10分鐘滴下100.7g(446mmol)的STMS。將該反應混合物以室溫攪拌5小時後,並過濾沉澱的固體,使用MeCN 300.8g來洗淨並進行真空乾燥,從而得到SSTO 62.7g(344mmol、收率77.1%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ:5.26(d, 1H), 5.85(d, 1H), 6.36(s, 3H), 6.72(m, 1H), 7.41(d, 2H), 7.57(d, 2H).
[合成例3]反應性倍半矽氧烷化合物1之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯18.0g、STMS 12.0g(53.5mmol),PSTO 8.4g(53.8mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.022g(0.12mmol),並以51℃左右攪拌48小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)1.01g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯10g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.012g,使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於THF 15g中。將所得到的溶液投入至MeOH 152g中,過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到13.6g的反應性倍半矽氧烷化合物1。
所得到的化合物1的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為4741、分散度:Mw/Mn為1.46。
[合成例4]反應性倍半矽氧烷化合物2之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯15.5g、PTMS 10.9g(55.0mmol),SSTO 10.05g(55.1mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.022g(0.12mmol),並以51℃左右攪拌48小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)0.85g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯8g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.008g,使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於甲苯13g中。將所得到的溶液投入在MeOH 135g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到14.0g的反應性倍半矽氧烷化合物2。
所得到的化合物2的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為5136、分散度:Mw/Mn為1.56。
[合成例5]反應性倍半矽氧烷化合物3之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯8.02g、PTMS 10.9g(55.0mmol)、SSTO 10.02g(55.0mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.029g(0.15mmol),以51℃左右攪拌28小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)0.84g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯10g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.009g,使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於THF 13g中。將所得到的溶液投入在MeOH 135g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到13.5g的反應性倍半矽氧烷化合物3。
所得到的合物3的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為7740、分散度:Mw/Mn為1.85。
[合成例6]反應性倍半矽氧烷化合物4之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯15.5g、PTMS 8.88g(43.9mmol)、PSTO 1.72g(11.0mmol)、SSTO 10.07g(54.9mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.021g(0.11mmol),並以51℃左右攪拌48小時。在反應混合物中加入甲苯5.2g及活性碳(特製白鷺)0.86g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯13.8g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.006g,使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於THF 14.9g中。將所得到的溶液投入在MeOH 143g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到14.5g的反應性倍半矽氧烷化合物4。
所得到的化合物4的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為9745、分散度:Mw/Mn為2.03。
[合成例7]反應性倍半矽氧烷化合物5之合成
在具備冷卻管、攪拌機的50mL的反應燒瓶中,裝入甲苯 7.8g、PTMS 5.45g(27.4mmol)、SSTO 5.01g(27.4mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加KOH(粉體、Merck公司製) 0.009g (0.16mmol),以51℃左右攪拌24小時,再添加KOH(粉體、Merck公司製) 0.004g(0.07mmol),再以51℃左右攪拌24小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)0.84g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯6g來洗淨過濾物。使用旋轉蒸發器將所得到的溶液進行濃縮後,使其溶解於THF 6.7g中。將所得到的溶液投入在MeOH 69g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到3.7g的反應性倍半矽氧烷化合物5。
所得到的化合物5的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為8299、分散度:Mw/Mn為1.76。
[合成例8]反應性倍半矽氧烷化合物6之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯12.4g、PTMS 8.00g(40.3mmol)、PSTO 3.15g(20.2mmol)、SSTO 3.68g(20.2mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.0163g(0.08mmol),並以51℃左右攪拌48小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)0.69g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯5g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.004g,並使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於THF 12.3g中。將所得到的溶液投入在MeOH 123g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到9.3g的反應性倍半矽氧烷化合物6。
所得到的化合物6的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為4321、分散度:Mw/Mn為1.47。
[合成例9]反應性倍半矽氧烷化合物7之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入35%氫氧化四乙基銨(東京化成工業(股)製)0.86g (2.4mmol)、純水 2.73g(148mmol)、THF 19.2g,使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。之後,在室溫下使用滴液漏斗,以約15分鐘滴下PTMS 10.0g(50.4mmol)及STMS 11.3g(50.4mmol)的混合物。將該反應混合物升溫至40℃,並攪拌4小時。
在反應混合物中加入預先使用THF洗淨的離子交換樹脂Amberlyst15JWET 2.15g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),添加KC FLOCK W-100GK(日本製紙(股)製)0.43g,並進行過濾。使用旋轉蒸發器將所得到的溶液進行濃縮後,使其溶解於THF 14g中。將所得到的溶液投入在MeOH 140g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到12.3g的反應性倍半矽氧烷化合物7。
所得到的化合物7的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為5147、分散度:Mw/Mn為1.43。
[合成例10]反應性倍半矽氧烷化合物8之合成
在具備冷卻管、攪拌機的50mL的反應燒瓶中,裝入甲苯6.0g、SSTO 1.75g(11.0mmol)、PSTO 1.75g(11.0mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加BaOH
2・H
2O 0.005g(0.02mmol),並以51℃左右攪拌28小時。在反應混合物中加入活性碳(特製白鷺)0.20g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),並進行過濾,藉由甲苯10g來洗淨過濾物。在所得到的溶液中,加入作為抗氧化劑的DBHA 0.002g,並使用旋轉蒸發器進行濃縮後,使其溶解於THF 5g中。將所得到的溶液投入在MeOH 100g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到2.40g的反應性倍半矽氧烷化合物8。
所得到的化合物8的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為24907、分散度:Mw/Mn為5.17。
[合成例11]反應性倍半矽氧烷化合物9之合成
在具備冷卻管、攪拌機的50mL的反應燒瓶中,裝入35質量%鹽酸水溶液(純正化學(股)製)0.12g(1.1mmol)、純水 1.61g(89mmol)、THF 9.62g,使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。之後,在室溫下使用滴液漏斗,以約10分鐘滴下PTMS 5.0g(25.2mmol)、STMS 5.7g(25.2mmol)的混合物。將該反應混合物升溫至40℃,並攪拌4小時。
之後,冷卻至室溫(大約25℃),使用純水來洗淨所得到的反應液(以純水50g洗淨2次)。將洗淨的反應生成物進行乾燥後,使其溶解於THF 7g中,並投入在MeOH 70g中,但由於沒有得到沉澱物,故使用旋轉蒸發器來進行濃縮並進行加熱真空乾燥,從而得到7.6g的反應性倍半矽氧烷化合物9。
所得到的化合物9的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為1139、分散度:Mw/Mn為1.07。
[合成例12]反應性倍半矽氧烷化合物10之合成
在具備冷卻管、攪拌機的50mL的反應燒瓶中,裝入34質量%KOH水溶液(FUJIFILM Wako Pure Chemical(股)製)0.12g(0.7mmol)、純水 1.13g(61mmol)、THF 6.90g,使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。之後,在室溫下使用滴液漏斗,以約10分鐘滴下PTMS 3.6g(18.2mmol)、STMS 4.1g(18.2mmol)的混合物。將該反應混合物升溫至40℃,並攪拌4小時。
在反應混合物中,加入預先使用THF洗淨的離子交換樹脂Amberlyst15JWET 0.78g,藉由攪拌1小時,來使其反應停止。之後,冷卻至室溫(大約25℃),添加KC FLOCK W-100GK(日本製紙(股)製)0.20g,並進行過濾。使用旋轉蒸發器將所得到的溶液進行濃縮後,使其溶解於THF 5g中。將所得到的溶液投入在MeOH 50g中,並過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到4.2g的反應性倍半矽氧烷化合物10。
所得到的化合物10的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為4792、分散度:Mw/Mn為1.39。
[合成例13]反應性倍半矽氧烷化合物11之合成
在具備冷卻管、攪拌機的100mL的反應燒瓶中,裝入甲苯 15.5g、PTMS 5.45g(27.5mmol)、SSTO 5.02g(27.5 mmol),使用氮氣球,以氮來取代燒瓶中的空氣。將該反應混合物升溫至50℃後,添加DBU 0.0084g(0.16mmol),並以51℃左右攪拌48小時。冷卻至室溫(大約25℃),並在反應混合物中加入預先使用THF洗淨的離子交換樹脂Amberlyst15JWET 0.5g、KC FLOCK W-100GK(日本製紙(股)製),藉由攪拌1小時,來使其反應停止之後,將藉由過濾所得到的濾液投入在MeOH 200g中。過濾沉澱的白色粉末後,進行加熱真空乾燥,從而得到6.7g的反應性倍半矽氧烷化合物11。
所得到的化合物11的藉由GPC以聚苯乙烯換算測量而得的重量平均分子量Mw為8113、分散度:Mw/Mn為2.04。
<反應性倍半矽氧烷化合物的傳送損失評估>
將反應性倍半矽氧烷化合物1至11,以4倍體積的甲苯來進行稀釋,並使用0.2μm的過濾器進行過濾,調製出反應性倍半矽氧烷化合物1~11的20體積%甲苯溶液。分別使用光程長度1cm的玻璃槽測量該溶液的吸光度A1,使用光程長度1cm的玻璃槽測量甲苯的吸光度Atol1,使用光程長度0.5cm的玻璃槽測量甲苯的吸光度Atol2,根據以下的公式算出波長850nm、1310nm及1550nm的傳送損失。將結果表示於表1中。
傳送損失[dB/cm]=[吸光度A-吸光度Atol×3/5]×5×10
吸光度A=吸光度A1-吸光度Atol2
吸光度Atol=吸光度Atol1-吸光度Atol2
表1係表示本發明的反應性倍半矽氧烷化合物的透明性,因為反應性倍半矽氧烷化合物1至6及11在波長850nm的傳送損失為未滿0.1dB/cm,在波長1310nm的傳送損失為0.30dB/cm以下、且在波長1550nm的傳送損失為0.40dB/cm以下,故可得知包含本發明的反應性倍半矽氧烷化合物的聚合性組成物的硬化物可在被研究使用於光學互聯(optical interconnect)的850nm~1550nm之類的近紅外光區域中展現出能夠實際使用的高透明性。
<反應性倍半矽氧烷化合物的末端基解析>
使用反應性倍半矽氧烷化合物1至11的
29Si、
13C NMR圖譜數據,來進行反應性倍半矽氧烷化合物1至11的末端基的種類及量的解析。
(1)首先,使用在
13C NMR的數據(測量溶劑:CDCl
3)中,約115ppm的歸屬於烯烴(聚合性雙鍵)的一方的碳原子的波峰面積,約50ppm的歸屬於OMe基的波峰面積來進行計算。
使用以下的公式來算出:反應性倍半矽氧烷化合物中所包含的Si原子的mol[Si mol]、甲氧基的mol[OMe mol]、與Si原子鍵結的矽烷醇鍵、羥基及甲氧基的合計mol[總Si-O鍵 mol]、以及相對於[總Si-O鍵 mol]的[OMe mol]的比例[殘OMe mol%]。
[烯烴波峰面積]×(a+b)/a=[Si mol]
a係表示使用於反應中的具有聚合性雙鍵的化合物的莫耳數。
b係表示使用於反應中的不具有聚合性雙鍵的化合物的莫耳數。
[OMe波峰面積]=[OMe mol]
[Si mol]×3=[總Si-O鍵 mol]
[殘OMe mol%]=([OMe mol]/[總Si-O鍵 mol])×100
(2)接下來,使用在
29Si NMR的數據(測量溶劑:CDCl
3)中,約-70ppm的T2波峰面積、約-80ppm的T3波峰面積,將Integral Total標準化(normalize)至100。
使用以下的公式來算出:將反應性倍半矽氧烷化合物中所包含的Si的合計設為100時的與Si鍵結的矽烷醇鍵、羥基及甲氧基的數[總Si-O鍵]、反應性倍半矽氧烷化合物中所殘留的羥基及甲氧基的數[殘末端量]、及、相對於[總Si-O鍵]的[殘末端量]的比例[殘末端量%]。
[T2波峰面積]×3+[T3波峰面積]×3=[總Si-O鍵]=300
[T2波峰面積]×1=[殘末端量]
([殘末端量]/[總Si-O鍵])×100=[殘末端量%]
(3)使用由
13C NMR的數據所得到的[殘OMe mol%]及由
29Si NMR的數據所得到的[殘末端量%],藉由以下的公式來算出:相對於反應性倍半矽氧烷化合物的矽元素所具有的羥基、甲氧基及矽烷醇鍵的合計100%,羥基的比例[殘OH量]、甲氧基的比例[殘OMe量]、及、矽烷醇鍵的比例[鍵結量]。
[殘OMe mol%]=[殘OMe量]
[殘末端量%]-[殘OMe mol%]=[殘OH量]
100-[殘末端量%]=[鍵結量]
尚,T3係歸屬於烷氧基矽烷化合物具有的3個反應末端全部進行聚合時的矽元素的波峰,T2係歸屬於烷氧基矽烷化合物具有的3個反應末端中的2個進行聚合時的矽元素的波峰,T1係歸屬於烷氧基矽烷化合物具有的3個反應末端中的1個進行聚合時的矽元素的波峰。
對於反應性倍半矽氧烷化合物7,算出[殘OH量]、[殘OMe量]、及、[鍵結量]。
將反應性倍半矽氧烷化合物7 0.150g及Cr(acac)
30.012g溶於CDCl
30.650ml,得到NMR測量用的樣品,並測量13C NMR及29Si NMR圖譜。
13C NMR的烯烴波峰面積=3.52
13C NMR的OMe波峰面積=0.17
29Si NMR的T3波峰面積=90.95
29Si NMR的T2波峰面積=9.05
由所測量的波峰面積,如同下述,來算出[殘OH量]、[殘OMe量]、及、[鍵結量]。
[總Si-O鍵 mol]=[Si mol]×3=3.52×2×3=21.12
[殘OMe mol%]=([OMe mol]/[總Si-O鍵 mol])×100=(0.17/ 21.12)×100=0.805
[總Si-O鍵]=9.05×3+90.95×3=300
[殘末端量]=9.05
[殘末端量%]=(9.05/300)×100=3.02
[殘OMe量/%]=[殘OMe mol]=(0.17/21.12)×100=0.805%
[殘OH量/%]=[殘末端量%]-[殘OMe mol%]=3.02-0.805= 2.215%
[鍵結量/%]=100-[殘末端量%]=100-3.02=96.98%
與化合物7相同地,對於化合物1至化合物6、化合物8至11亦測量
13C NMR及
29Si NMR,由該測量結果來算出[殘OH量]、[殘OMe量]、及、[鍵結量]。將所算出的[殘OH量]、[殘OMe量]、及、[鍵結量]表示於表2。
[T1波峰面積]×3+[T2波峰面積]×3+[T3波峰面積]×3=[總Si-O鍵](=300)
[T1波峰面積]×2+[T2波峰面積]×1=[殘末端量]
由表2的結果可知,與比較例(化合物7至10)的反應性倍半矽氧烷化合物相比較,本發明的反應性倍半矽氧烷化合物(化合物1至6及11)的末端OH基(殘OH量)為顯著地減少,又,末端OMe基(殘OMe量)為顯著地增加。依據表1及表2,認為反應性倍半矽氧烷化合物在長波長區域下的傳送損失降低,是因為反應性倍半矽氧烷化合物的末端OH基(殘OH量)顯著地減少之緣故。
[實施例7]聚合性組成物1的調製
將0.92g的合成例5中製造的反應性倍半矽氧烷化合物3作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的 EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的TPO作為聚合起始劑,加入2.77g的甲苯作為溶劑,並藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物1)。
[實施例8]聚合性組成物2的調製
將以含有量計為0.92g的合成例4中製造的反應性倍半矽氧烷化合物2作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的 EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的TPO作為聚合起始劑,加入2.78g的甲苯作為溶劑,並藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物2。
[實施例9]聚合性組成物3的調製
將0.92g的合成例8中製造的反應性倍半矽氧烷化合物6作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的TPO作為聚合起始劑,加入2.77g的甲苯作為溶劑,並藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物3。
[比較例5]聚合性組成物4的調製
將0.92g的合成例12中製造的反應性倍半矽氧烷化合物10作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的 EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的TPO作為聚合起始劑,加入2.77g的甲苯作為溶劑,藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物4。
[實施例12]聚合性組成物6的調製
將0.92g的合成例8中製造的反應性倍半矽氧烷化合物6作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的I819作為聚合起始劑,加入2.77g的甲苯作為溶劑,藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物6。
[實施例13]聚合性組成物7的調製
將0.92g的合成例8中製造的反應性倍半矽氧烷化合物6作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.10g的A‐DOG(新中村化學(股)製)作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.03g的I819作為聚合起始劑,加入2.77g的甲苯作為溶劑,藉由在室溫進行溶解來調製出聚合性組成物7。
<聚合性組成物的傳送損失評估>
為了測量聚合性組成物的傳送損失,使用0.2μm的PTFE過濾器來過濾聚合性組成物1~4、6及7。聚合性組成物1~4、6及7係20體積%甲苯溶液。分別使用光程長度1cm的玻璃槽測量該溶液的吸光度A1,使用光程長度1cm的玻璃槽測量甲苯的吸光度Atol1,使用光程長度0.5cm的玻璃槽測量甲苯的吸光度Atol2,並根據以下的公式算出波長850nm、1310nm及1550nm的傳送損失。將結果表示於表3中。
傳送損失[dB/cm]=[吸光度A-吸光度Atol×3/5]×5×10
吸光度A=吸光度A1-吸光度Atol2
吸光度Atol=吸光度Atol1-吸光度Atol2
若將本發明的聚合性組成物使用作為光波導形成材料時,以在850nm的傳送損失為未滿0.1dB/cm、在1310nm的傳送損失為未滿0.30dB/cm、且在1550nm的傳送損失為未滿0.50dB/cm為宜。
[實施例10]光波導芯的觀察
將1.80g的合成例5中製造的反應性倍半矽氧烷化合物3作為(a)反應性倍半矽氧烷化合物,將0.20g的EA-0200作為(b)聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.06g的TPO作為聚合起始劑,加入2.00g的PGMEA作為溶劑,藉由以50℃進行攪拌3小時來調製出聚合性組成物5。
將預先使用1μmPTFE過濾器進行過濾的聚合性組成物5,藉由旋轉塗佈(以1000rpm、60秒鐘)塗佈至已完成表面處理的矽晶圓上,並以50℃的加熱板進行加熱1分鐘。使用光罩對準器(光罩寬10、9、8、7、5及3μm的線寬),以14mW/cm
2對該塗佈膜進行143秒鐘軟接觸曝光來形成圖型。將未曝光的組成物以PGMEA/IPA混合液(質量比2:1)來洗去。之後,以100℃的加熱板進行加熱2分鐘,得到寬10、9、8、7、5及3μm、高度7μm、長度7cm左右的線狀的圖型。將所得到的圖型的截面圖像表示於圖1。
矽晶圓的表面處理方法:將作為密著劑的MPTMS,以100rpm×30秒鐘塗佈至表面具有熱氧化膜(膜厚2μm)的矽晶圓上,並以150℃的加熱板進行加熱10分鐘來進行表面處理。
依據圖1可得知,即使是進行軟接觸曝光,藉由本發明的聚合性組成物所得到的硬化膜也不會與光罩對準器接著,而可得到表面平滑且截面為矩形的圖型。
<包覆形成材料的調製>
將4.00g的合成例9中合成的反應性倍半矽氧烷化合物7、1.10g的EA-0200、2.41g的BnA、2.54g的聚甘油系丙烯酸酯(坂本藥品工業(股)製,SA‐TE60)投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.20g的I184、0.05g的TPO作為聚合起始劑、0.05g的I1010作為抗氧化劑、0.05g的DDT作為鏈轉移劑,藉由以50℃進行攪拌混合3小時來調製出聚合性組成物8。
<包覆形成材料的調製>
將40.7g的合成例9中合成的反應性倍半矽氧烷化合物7、31.16g的EA-0200、28.14g的BnA、30.02g的TMPT-3EO(新中村化學(股)製)投入至玻璃製小瓶中。進而,加入2.00g的IOXE01作為聚合起始劑,加入0.05g的I1010作為抗氧化劑,藉由以50℃進行攪拌混合3小時。冷卻之後,藉由在室溫加入1.01g的丙烯酸矽烷(信越化學工業(股)製,KBM-5103),進而進行攪拌混合3小時來調製出聚合性組成物9。
[實施例14]光波導的製作
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物8塗佈至已完成表面處理的矽晶圓上,使用UV曝光機以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘來形成底包覆層(under clad layer)。
藉由旋轉塗佈(以1000rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物5作為芯形成材料塗佈至形成於矽晶圓的底包覆層上,並以50℃的加熱板進行加熱1分鐘。使用光罩對準器,以14mW/cm
2對該塗佈膜進行軟接觸曝光148秒鐘,來形成圖型。將未曝光的組成物以PGMEA/IPA混合液(質量比2:1)進行洗去。之後,以100℃的加熱板進行加熱2分鐘,得到長度7cm左右的線狀的圖型。
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物8塗佈至圖型基板上,使用UV曝光機,以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘,來形成外包覆層。
[實施例15]光波導的製作
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物9塗佈至已完成表面處理的矽晶圓上,並以60℃的加熱板進行加熱30秒鐘。使用UV曝光機,以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘,來形成底包覆層。
將18.00g的合成例4中製造的反應性倍半矽氧烷化合物2作為芯形成材料,將2.00g的EA-0200作為聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中,進而,加入0.40g的I819作為聚合起始劑,加入13.6g的PGMEA作為溶劑,藉由以50℃進行攪拌混合3小時來調製出聚合性組成物10。藉由旋轉塗佈(以2000rpm、60秒鐘),將預先使用3μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物10塗佈至形成於矽晶圓的底包覆層上,並以50℃的加熱板進行加熱1分鐘。使用光罩對準器(光罩寬10、9、8、7、5及3μm的線寬),介隔i線過濾器以8.2mW/cm
2,對該塗佈膜進行軟接觸曝光365.9秒鐘,來形成圖型。將未曝光的組成物以PGMEA/IPA混合液(質量比2:1)來進行洗去。之後,以100℃的加熱板進行加熱2分鐘,得到長度7cm左右的線狀的圖型。
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物9塗佈至圖型基板上,使用UV曝光機以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘,來形成外包覆層。將所得到的光波導的截面圖像表示於圖2中。
[比較例6]光波導的製作
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物8塗佈至已完成表面處理的矽晶圓上,使用UV曝光機以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘,來形成底包覆層。
將18.00g的合成例12中製造的反應性倍半矽氧烷化合物10作為芯形成材料,將2.00g的EA-0200作為聚合性化合物,並投入至玻璃製小瓶中。進而,加入0.6g的TPO作為聚合起始劑,加入20.0g的PGMEA作為溶劑,藉由以50℃進行攪拌混合3小時來調製出聚合性組成物11。藉由旋轉塗佈(以1000rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物11塗佈至形成於矽晶圓的底包覆層上,並以50℃的加熱板進行加熱1分鐘。使用光罩對準器以13.5mW/cm
2,對該塗佈膜進行軟接觸曝光148秒鐘,來形成圖型。將未曝光的組成物以PGMEA/IPA混合液(質量比2:1)進行洗去。之後,以100℃的加熱板進行加熱2分鐘,得到長度7cm左右的線狀的圖型。
藉由旋轉塗佈(以1500rpm、60秒鐘),將預先使用1μmPTFE過濾器來過濾的聚合性組成物8塗佈至圖型基板上,使用UV曝光機以20mW/cm
2進行曝光50秒鐘,並以150℃的加熱板進行加熱2分鐘,來形成外包覆層。
<光波導的傳送損失測量>
在1310nm、1550nm時的傳送損失值的測量係藉由回截法(cutback method)來算出。所謂回截法係指下述之算出方法 :將波導切斷並變更長度以測量在個別長度時的嵌入損失,將光波導長度標繪在橫軸、嵌入損失標繪在縱軸,並藉由最小平方法來求出斜率,將該斜率作為光波導的每一單位長度的傳送損失(dB/cm)(參考:JPCA‐PE02‐05‐01S‐2008)。
將源自光源的光線,從芯徑9.2μm、NA0.14的光纖(Thorlabs JAPAN股份有限公司製 P1-SMF28E-FC-1)入射至波導的單方的端面(波導的芯徑10μm),利用功率儀來測量通過芯徑200μm、NA0.39的光纖(Thorlabs JAPAN股份有限公司製 M72L02)所射出的光線,而得到傳送損失值。
將在1310nm的傳送損失值為未滿0.48dB/cm判定為A,0.48dB/cm以上未滿0.50dB/cm判定為B,0.50dB/cm以上判定為C;將在1550nm的傳送損失值為未滿0.80dB/cm判定為A,0.80dB/cm以上未滿1.00dB/cm判定為B,1.00dB/cm以上判定為C。將結果表示於表4中。
尚,若假設實際使用作為光波導時,則至少要求是B,以A為宜。
將本發明的聚合性組成物使用於光波導形成材料而得到的光波導,在長波長區域(1310nm、1550nm)下的傳送損失值為低,而可稱為作為光波導的光學特性為優異。
[圖1]圖1係實施例7的經圖型化的硬化膜的截面圖像。
[圖2]圖2係實施例15的光波導的截面圖像。
Claims (9)
- 一種聚合性組成物,其包含(a)反應性倍半矽氧烷化合物100質量份及(b)聚合性化合物5~500質量份,其中,前述(a)反應性倍半矽氧烷化合物係選自由式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物的縮聚合物(但,不包括僅由烷氧基矽烷化合物B及矽烷醇化合物D所組成的反應性倍半矽氧烷化合物);前述(b)聚合性化合物係式[5]或式[6]表示的聚合性化合物, (式中,Ar 1及Ar 3分別獨立表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基, Ar 2及Ar 4分別獨立表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基, R 1及R 2分別獨立表示甲基或乙基) (式中,R 3及R 4分別獨立表示氫原子或甲基, L 1及L 2分別獨立表示可具有取代基的伸苯基或可具有取代基的萘二基, L 3及L 4分別獨立表示碳原子數1至6的伸烷基, m及n分別表示0至40的整數,但m+n表示成為0至40的整數, L 5表示單鍵或2價的碳原子數6至20的芳香族烴殘基) (式中,R 5表示氫原子或甲基,R 6表示碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基、任意包含醚鍵的碳原子數1至30的p價的脂肪族烴殘基或任意包含醚鍵的碳原子數1至30的多元醇殘基,p表示1至6的整數)。
- 如請求項1之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係使前述烷氧基矽烷化合物與前述矽烷醇化合物以莫耳比為0.8:1.2至1.2:0.8而得到的縮聚合物。
- 如請求項1或請求項2之聚合性組成物,其中,前述反應性倍半矽氧烷化合物係使前述烷氧基矽烷化合物與前述矽烷醇化合物在鹼性觸媒的存在下,以不積極添加水地進行縮聚合而得到的縮聚合物。
- 一種硬化物,其係請求項1至請求項6中任一項之聚合性組成物的聚合物。
- 一種光波導,其係使用請求項1至請求項6中任一項之聚合性組成物來製作。
- 一種反應性倍半矽氧烷化合物,其係在鹼性觸媒的存在下,以不積極添加水地使選自由式[1]表示的烷氧基矽烷化合物A及式[2]表示的烷氧基矽烷化合物B所組成之群組之至少1種的烷氧基矽烷化合物,與選自由式[3]表示的矽烷醇化合物C及式[4]表示的矽烷醇化合物D所組成之群組之至少1種的矽烷醇化合物進行縮聚合而得到(但,不包括僅由烷氧基矽烷化合物B及矽烷醇化合物D所組成的反應性倍半矽氧烷化合物), (式中,Ar 1及Ar 3分別獨立表示具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的苯基、具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的萘基或具有至少一個具有聚合性雙鍵的基的聯苯基, Ar 2及Ar 4分別獨立表示可被碳原子數1至6的烷基取代的苯基、可被碳原子數1至6的烷基取代的縮合多環芳香族烴基或複數個可被碳原子數1至6的烷基取代的芳香環以單鍵直接鍵結而成的烴環集合基, R 1及R 2分別獨立表示甲基或乙基)。
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