TWI713609B - 光波導形成用組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供可獲得耐熱性高且長波長區域之光傳送損失低之GI型光波導之光波導形成用組成物。
該光波導形成用組成物係含有(a)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(b)以式[3]表示之二(甲基)丙烯酸酯化合物1~200質量份，
Figure 105134084-A0202-11-0001-1
(式中，Ar1及Ar2表示可經取代之苯基、萘基或聯苯基)，【化2】Ar3-Si(OR1)aR2 3-a [2]
(式中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、萘基或聯苯基，R1表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示2或3)，
Figure 105134084-A0202-11-0002-2
(式中，R3及R4表示氫原子或甲基，R5表示氫原子、甲基或乙基，L1及L2表示伸烷基，m及n係表示使m+n成為0至20之0或正整數)。

Description

光波導形成用組成物
本發明有關光波導形成用組成物，詳言之，有關可較好地作為光波導之包覆材料之光波導形成用組成物以及包含該組成物之硬化物之光波導。
近幾年來，因雲端計算之發展及智慧型手機使用者之增加，而通訊流量不斷增加。因此，對於集中所傳送之資訊資料之數據伺服器發生巨大之電力使用量，進而使接近處理量極限之問題顯在化，為了改善此等之技術進展成為當務之急。其中，作為可高密度且高速處理資訊之技術，已致力於探討將伺服器主機板內之一部分電性配線變更為光配線之光電混載基板(亦稱為光電複合基板)之技術。
光電混載基板中，光傳送路徑的光波導與將電訊號轉變為光訊號之光電轉換元件成為必要。作為光電轉換元件之光源，已知有面發光雷射(VCSEL)或矽光子學之技術。尤其藉由應用CMOS或MEMS之半導體製程 而發展之矽光子學近幾年來成為主流。因此，所傳送之光波長自VCSEL之波長850nm變化為矽光子學之波長1,310nm或波長1,550nm之長波長區域。
再者，為了混載電配線而需要最大300℃左右之焊料回焊步驟，使得光波導亦必須具有其耐熱性。
因此，光波導亦需要於上述長波長區域為低傳導損失，且具有300℃以上，較好350℃以上之耐熱性之光波導。作為可形成此等光波導之材料揭示有乙烯系聚矽氧化合物(專利文獻1)。
不過，光波導基於其結構大致可分為階變折射率(Step Index)型(SI型)及漸變折射率(Graded Index)型(GI型)之兩種結構。以往之光波導基於其加工性之觀點係利用SI型。SI型係藉由以芯部及包覆部形成明確之折射率界面，藉由該界面反射而傳送光。另一方面，GI型具有芯中心之折射率最高，隨著朝向外側折射率逐漸減少之結構，藉此僅於芯中心附近誘導光並傳送。因此GI型即使將芯彼此窄間距化亦不發生串擾(cross-talk)，成為理想的光波導形狀。然而GI型光波導之製造難度高，報告例有限。
作為數量少的GI型光波導之報告中使用之材料已知有特定之降冰片烯樹脂與環氧化合物(專利文獻2)。藉由對該樹脂塗佈膜照射光，可引起光分解物及光硬化性之環氧化合物之物質擴散，使發生折射率梯度。
且，作為簡便且廣泛使用之GI型光波導之製作方 法，已報導於成為包覆物之光硬化樹脂中，藉由佈膠器配線描繪成為芯之光硬化樹脂之噴射法、所謂蚊音法(Mosquito method)(專利文獻3)。該文獻中提案有於芯材料及包覆材料使用矽氧烷樹脂組成物，藉由上述蚊音法製作之GI型光波導。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2014-510159號公報
[專利文獻2]日本特開2012-198488號公報
[專利文獻3]國際公開第2013/002013號說明書
然而，專利文獻2及專利文獻3所使用之材料係於任何長波長區域具有吸收之具有烴及環氧基者，有於近幾年來成為主流之長波長區域之傳送損失高的課題。且專利文獻1中，僅揭示於包覆層使用空氣之SI型光波導，對於GI型光波導之應用並無任何評論。
因此，迄今並無報導具有300℃以上，較好350℃以上之耐熱性，於長波長區域亦為低傳送損失，且可作成GI型光波導之材料，而要求其開發。
本發明人等為達成上述目的而重複積極檢討之結果，發現藉由組合特定結構之反應性聚矽氧化合物與特定結構之二(甲基)丙烯酸酯化合物，而可獲得耐熱性高且長波長區域之光傳送損失低之GI型光波導之光波導形成用組成物，因而完成本發明。
亦即本發明之第一觀點係關於一種光波導形成用組成物，其含有(a)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(b)以式[3]表示之二(甲基)丙烯酸酯化合物1~200質量份，
Figure 105134084-A0202-12-0004-3
(式中，Ar1及Ar2分別獨立地表示可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基、可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基或可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基)，【化2】Ar3-Si(OR1)aR2 3-a [2]
(式中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基或至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基，R1分別獨立地表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示 2或3)，
Figure 105134084-A0202-12-0005-4
(式中，R3及R4分別獨立地表示氫原子或甲基，R5表示氫原子、甲基或乙基，L1及L2分別獨立地表示碳原子數2至6之伸烷基，m及n係表示使m+n成為0至20之0或正整數)。
作為第2觀點，係關於第1觀點之光波導形成用組成物，其中前述Ar1及Ar2為苯基，前述Ar3為4-乙烯基苯基。
作為第3觀點，係關於第1觀點或第2觀點之光波導形成用組成物，其中前述反應性聚矽氧化合物係由前述以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與前述以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物而成。
作為第4觀點，係關於一種光波導，其包含如第1觀點至第3觀點中任一項之光波導形成用組成物之硬化物。
作為第5觀點，係關於第4觀點之光波導，其包含由如第1觀點至第3觀點中任一項之光波導形成用組成物之硬化物而成之包覆部。
作為第6觀點，係關於第4觀點或第5觀點之光波導，其包含由下述組成物之硬化物而成之芯部，該組成物含有(x)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表 示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(y)以式[4]表示之芳香族乙烯基化合物0.1~100質量份，
Figure 105134084-A0202-12-0006-5
(式中，Ar1及Ar2分別獨立地表示可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基、可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基或可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基)，【化5】Ar3-Si-(OR1)aR2 3-a [2]
(式中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基或至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基，R1分別獨立地表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示2或3)，
Figure 105134084-A0202-12-0006-6
(式中，R6表示氫原子或甲基，L3表示單鍵、氫原子、氧原子、可經苯基取代之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基、或可含有醚鍵之碳原子數1至20之q價脂 肪族烴殘基，Ar4表示p+1價之芳香族烴殘基，p分別獨立地表示1或2，q表示1至3之整數(惟L3表示氫原子時q表示1，L3表示單鍵或氧原子時q表示2))。
本發明之光波導形成用組成物可製作具有高折射率及於1,550nm之長波長區域中之光傳送損失為低之優異光學特性，並且於光電混載基板之製造製程所需之焊料回焊步驟中，亦具有可耐受高耐熱性之作為光波導形成材料而有用之硬化物。
且本發明之光波導形成用組成物即使為無溶劑形態亦具有充分可處理之黏度，可較好地使用於製造難易度高之GI型光波導之製作，且不僅可製作多模(multimold)還可製作單模之GI型光波導。
而且本發明可提供具有高耐熱性及於長波長區域之非常高的透明性(低傳送損失)，能耐於實際使用在光電混載基板上之GI型光波導。
10、20、30‧‧‧光波導
11、12、13、14、21(21a~21e)、22、23、24、31、32、33、34、35(35a~35i)、36、37、38‧‧‧芯部
11A、12A、13A、14A‧‧‧未硬化之芯部
19、29、39‧‧‧包覆部
19A‧‧‧未硬化之包覆部
91‧‧‧支撐體
92‧‧‧底板
93‧‧‧外框
93A‧‧‧開口部
94‧‧‧吐出部
95‧‧‧吐出部本體
96‧‧‧針狀部
H1‧‧‧高度
圖1係顯示製造例1所得之反應性聚矽氧化合物(SC1)之1H NMR光譜之圖。
圖2係顯示製造例2所得之反應性聚矽氧化合物(SC2)之1H NMR光譜之圖。
圖3係顯示實施例3製作之光波導之數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)之剖面照片。
圖4係顯示實施例3製作之光波導之射出近場圖型(Near Field Pattern)之觀察結果之剖面照片。
圖5係顯示比較例3製作之光波導之數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)之剖面照片。
圖6係顯示實施例4製作之光波導之數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)之剖面照片。
圖7係例示本發明之光波導(第1實施形態)之俯視圖。
圖8係沿圖7之A-A線之剖面圖。
圖9係沿圖7之B-B線之剖面圖。
圖10係例示光波導之製造步驟之圖(之1)。
圖11係例示光波導之製造步驟之圖(之2)。
圖12係例示光波導之製造步驟之圖(之3)。
圖13係例示光波導之製造步驟之圖(之4)。
圖14係例示光波導之製造步驟之圖(之5)。
圖15係例示本發明另一形態之光波導(第2實施形態)之俯視圖。
圖16係沿圖15之E-E線之剖面圖。
圖17係沿圖15之F-F線之剖面圖。
圖18係例示本發明另一形態之光波導(第3實施形態)之俯視圖。
圖19係沿圖18之G-G線之剖面圖。
圖20係沿圖18之H-H線之剖面圖。
圖21係顯示實施例6製作之光波導之數位顯微鏡之觀察結果(透過模式)之剖面照片。
<<光波導形成用組成物>>
本發明關於一種光波導形成用組成物，其含有(a)以上述式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以上述式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(b)以上述式[3]表示之二(甲基)丙烯酸酯化合物1~200質量份。
<(a)反應性聚矽氧化合物>
本發明所用之(a)反應性聚矽氧化合物係特定結構之二芳基矽酸化合物A與特定結構之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或二芳基矽酸化合物A與烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物。(a)反應性聚矽氧化合物亦可含有僅由化合物A及化合物B所成之聚縮合物與化合物A及化合物B及其他聚縮合性化合物之聚縮合物。前述聚縮合物可使前述化合物A與化合物B及根據期望之其他聚縮合性化合物在酸或鹼存在下聚縮合而 得。
以下詳細說明各成分。
<聚縮合性化合物>
[二芳基矽酸化合物A]
前述二芳基矽酸化合物A係以下述式[1]表示之化合物。
Figure 105134084-A0202-12-0010-7
上述式[1]中，Ar1及Ar2分別獨立地表示可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基、可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基或可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基。
作為Ar1及Ar2表示之可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基舉例為例如苯基、鄰-甲苯基、間-甲苯基、對-甲苯基；4-乙基苯基、4-異丙基苯基、4-第三丁基苯基、3,5-二甲基苯基、3,5-二乙基苯基、3,5-二異丙基苯基、2,4,6-三甲基苯基等。
作為Ar1及Ar2表示之可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基舉例為例如1-萘基、2-萘基、4-甲基萘-1-基、6-甲基萘-2-基等。
作為Ar1及Ar2表示之可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基舉例為例如[1,1’-聯苯]-2-基、[1,1’-聯苯]-3-基、[1,1’-聯苯]-4-基等。
作為以上述式[1]表示之化合物之具體例舉例為二苯基矽烷二醇、二-對-甲苯基矽烷二醇、雙(4-乙基苯基)矽烷二醇、雙(4-異丙基苯基)矽烷二醇、二萘基矽烷二醇、雙([1,1’-聯苯]-4-基)矽烷二醇等，但不限定於該等。
[烷氧基矽化合物B]
前述烷氧基矽化合物B係以下述式[2]表示之化合物。
【化8】Ar3-Si(OR1)aR2 3-a [2]
上述式[2]中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基或至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基，R1分別獨立地表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示2或3。
作為Ar3表示之至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基舉例為例如2-乙烯基苯基、3-乙烯基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙烯氧基苯基、4-烯丙基苯基、4-烯丙氧基苯基、4-異丙烯基苯基等。
作為Ar3表示之至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基舉例為例如4-乙烯基萘-1-基、5-乙烯基萘-1-基、6-乙烯基萘-2-基、4-烯丙基萘-1-基、5-烯丙基萘-1-基、6-烯丙基萘-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-乙烯氧基萘-1-基、5-異丙烯基萘-1-基等。
作為Ar3表示之至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基舉例為例如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。
作為以上述式[2]表示之化合物之具體例舉例為例如三甲氧基(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、二甲氧基(甲基)(4-乙烯基苯基)矽烷、二甲氧基雙(4-乙烯基苯基)矽烷、三甲氧基(4-乙烯基-1-萘基)矽烷、三甲氧基(5-乙烯基-1-萘基)矽烷、三甲氧基(6-乙烯基-2-萘基)矽烷、三甲氧基(4’-乙烯基-[1,1’-聯苯]-4-基)矽烷等，但不限定於此。
[其他聚縮合性化合物]
本發明中使用之(a)反應性聚矽氧化合物亦可含有由除前述二芳基矽酸化合物A、烷氧基矽化合物B以外之其他聚縮合性化合物所成之聚縮合物。
作為其他聚縮合性化合物，若為上述化合物A及化合物B以外之水解性矽烷化合物等之可與該等化合物聚縮合之化合物，則未特別限制。
作為其他聚縮合性化合物舉例為例如四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、三甲氧基(甲基)矽烷、三甲氧基(乙烯基)矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(三甲氧基)矽烷、三甲氧基(苯基)矽烷、三甲氧基(1-萘基)矽烷、二甲氧基(二甲基)矽烷、二甲氧基(二苯基)矽烷、二甲氧基(甲基)(乙烯基)矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(二甲氧基)(甲基)矽烷、二甲氧基(甲基)(苯基)矽烷等。
[反應性聚矽氧化合物之較好例]
作為上述(a)反應性聚矽氧化合物較好為由二芳基矽酸化合物A與烷氧基矽化合物B之聚縮合物所成(不含其他聚縮合性化合物之聚縮合物)，特佳為作為二芳基矽酸化合物A之二苯基矽烷二醇與作為烷氧基矽化合物B之以下述式[2a]表示之化合物之聚縮合物。
Figure 105134084-A0202-12-0013-8
上述式[2a]中，R1表示與前述相同意義。
[二芳基矽酸化合物A與烷氧基矽化合物B之調配比例]
上述反應性聚矽氧化合物所用之以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合反應中所使用之調配莫耳比例並未特別限制，但基於防止嵌段共聚物化之目的，通常較好為二芳基矽酸化合物 A：烷氧基矽化合物B=2：1~1：2之範圍。更好為以1.1：0.9~0.9：1.1之間調配之範圍。
又，含有上述化合物A及化合物B以外之其他聚縮合性化合物時，其調配比例並未特別限制，但通常較好對於烷氧基矽化合物B為50莫耳%以下。
上述二芳基矽酸化合物A及烷氧基矽化合物B可根據需要選擇適當化合物使用，且亦可併用複數種。該情況之莫耳比亦係二芳基矽酸化合物A及烷氧基矽化合物B各自之總計比成為上述範圍。
[酸或鹼性觸媒]
以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B(及根據期望之其他聚縮合性化合物)之聚縮合反應較好在酸或鹼觸媒存在下實施。
聚縮合反應所用之觸媒只要在溶解或均一分散於後述溶劑中的限度內，則未特別限定其種類，可根據必要適當選擇使用。
作為可使用之觸媒例如作為酸性化合物舉例為B(OR)3、Al(OR)3、Ti(OR)4、Zr(OR)4等；作為鹼性化合物舉例為鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物、銨鹽、胺類等；作為氟化物鹽舉例為NH4F、NR4F等。又此處R係選自氫原子、碳原子數1至12之直鏈狀烷基、碳原子數3至12之分支狀烷基、碳原子數3至12之環狀烷基所成之群之一種以上之基。
作為上述酸性化合物舉例為例如硼酸、三甲氧基硼、三乙氧基硼、三正丙氧基硼、三異丙氧基硼、三正丁氧基硼、三異丁氧基硼、三-第二丁氧基硼、三-第三丁氧基硼、三甲氧基鋁、三乙氧基鋁、三正丙氧基鋁、三異丙氧基鋁、三正丁氧基鋁、三異丁氧基鋁、三-第二丁氧基鋁、三-第三丁氧基鋁、四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四正丙氧基鈦、四異丙氧基鈦(四異丙氧化鈦)、四正丁氧基鈦、四異丁氧基鈦、四-第二丁氧基鈦、四-第三丁氧基鈦、四甲氧基鋯、四乙氧基鋯、四正丙氧基鋯、四異丙氧基鋯、四正丁氧基鋯、四異丁氧基鋯、四-第二丁氧基鋯、四-第三丁氧基鋯等。
作為上述鹼性化合物舉例為例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化銨、氫氧化四甲銨、氫氧化四丁銨、三乙胺等。
作為上述氟化物鹽可舉例為例如氟化銨、氟化四甲銨、氟化四丁銨等。
該等觸媒中，較好使用者為選自四異丙氧基鈦(四異丙氧化鈦)、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶及氫氧化鋇所成之群之一種以上。
觸媒之使用量對於上述二芳基矽酸化合物與烷氧基矽化合物之合計質量，為0.01~10質量%，較好為0.1~5質量%。藉由將觸媒之使用量設為0.01質量%以上，可使反應更良好進行。且，若考慮經濟性，以10質量%以下使用即已足夠。
[聚縮合反應]
本發明之該反應性聚矽氧化合物係以烷氧基矽化合物之結構為一特徵。本發明所用之烷氧基矽化合物所含之反應性基(聚合性雙鍵)容易進行自由基性或離子(陰離子、陽離子)性聚合，聚合後(硬化後)顯示高耐熱性。
使此等烷氧基矽化合物與二芳基矽酸化合物聚縮合，成為耐熱性高之聚矽氧化合物時，為了使生成物保有液體狀態，必須於適度聚合度停止反應。又由於本發明所用之烷氧基矽化合物不會積極水解，故有與二芳基矽酸化合物之聚縮合反應穩定，容易控制聚合度之特徵。
烷氧基矽化合物與二芳基矽酸化合物之脫醇引起之聚縮合反應亦可在無溶劑下進行，但亦可使用後述之甲苯等之對於烷氧基矽化合物為惰性之溶劑作為反應溶劑。無溶劑時，有反應副產物的醇容易餾除之優點。另一方面，使用反應溶劑時，有反應系容易均一，可更安定地進行聚縮合反應之優點。
反應性聚矽氧化合物之合成反應可如前述以無溶劑進行，但為了更均一化而使用溶劑亦無問題。溶劑只要不與二芳基矽酸化合物及烷氧基矽化合物反應，可溶解其縮合物者則未特別限制。
作為此等反應溶劑舉例為例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)等之酮類；四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷等之醚類；苯、甲苯、二甲苯等之芳香族烴類；乙二醇、丙二 醇、己二醇等之二醇類；乙基溶纖素、丁基溶纖素、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙基溶纖素、二乙基卡必醇等之二醇醚類；N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等之醯胺類等。該等溶劑可單獨使用一種，或可混合兩種以上使用。該等中，較好為甲苯。
本發明所用之反應性聚矽氧化合物係藉由使以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B(及根據期望之其他聚縮合性化合物)在酸或鹼觸媒存在下進行脫醇縮合而獲得。基於防止混入水分之目的，反應期望在氮氣等惰性氣體氛圍中進行。反應溫度為20~150℃，更好為30~120℃。
反應時間只要是聚縮合物之分子量增加結束，且分子量分佈安定之所需時間以上，則未特別限制，更具體為數小時至數天。
聚縮合反應結束後，較好以過濾、溶劑餾除等之任意方法回收所得反應性聚矽氧化合物，根據需要進行適當純化處理。
由藉由此反應獲得之聚縮合物所成之反應性聚矽氧化合物藉由凝膠滲透層析(GPC)並以聚苯乙烯換算所測定之重量平均分子量Mw為500~10,000，分散度Mw(重量平均分子量)/Mn(數平均分子量)為1.0~10。
<(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物>
本發明之光波導形成用組成物所含之(b)二(甲 基)丙烯酸酯化合物係以式[3]表示之二噁烷化合物。又本說明書中之(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯兩者。
Figure 105134084-A0202-12-0018-9
上述式[3]中，R3及R4分別獨立地表示氫原子或甲基，R5表示氫原子、甲基或乙基，L1及L2分別獨立地表示碳原子數2至6之伸烷基，m及n係表示使m+n成為0至20之0或正整數。
作為L1及L2表示之碳原子數2至6之伸烷基舉例為例如伸乙基、三亞甲基、甲基伸乙基、四亞甲基、1-甲基三亞甲基、2-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。
以式[3]表示之化合物中，m及n較好為使m+n成為0至10之情況，更好為使m+n成為0至5之情 況。
作為以上述式[3]表示之化合物之具體例舉例為例如2-(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、2-(5-甲基-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、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、環氧乙烷改性之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、環氧丙烷改性之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，但不限定於此。
且作為市售者可較好地使用例如NK ESTER A-DOG[新中村化學工業(股)製]等。
本發明之光波導形成用組成物所含之(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物可單獨使用選自前述二噁烷化合物所成之群之至少一種，或亦可混合兩種以上使用。
又，本發明之光波導形成用組成物亦可含有後述之(y)芳香族乙烯基化合物。
<<芯形成用組成物>>
如後述，前述之本發明之光波導形成用組成物可較好地使用作為光波導之形成材料，尤其可較好地使用作為光波導之包覆部之形成材料。
於包覆部之形成中使用本發明之光波導形成用組成物 之光波導，芯部較好為使用下述組成物所形成，該組成物含有(x)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(y)以式[4]表示之芳香族乙烯基化合物0.1~100質量份。
此處，作為(x)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物，可使用前述之光波導形成用組成物中之<(a)反應性聚矽氧化合物>，該等成分(a)與成分(x)可使用相同化合物，或可使用不同化合物。
<(y)芳香族乙烯基化合物>
上述(y)芳香族乙烯基化合物係以式[4]表示之化合物。
Figure 105134084-A0202-12-0020-10
上述式[4]中，R6表示氫原子或甲基，L3表示單鍵、氫原子、氧原子、可經苯基取代之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基、或可含有醚鍵之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基，Ar4表示p+1價之芳香族烴殘基，p分 別獨立地表示1或2，q表示1至3之整數(惟L3表示氫原子時q表示1，L3表示單鍵或氧原子時q表示2)。
L3表示之可經苯基取代之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基或可含有醚鍵之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基中之碳原子數1至20之q價脂肪族烴舉例為例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷等之直鏈烷；2-甲基丙烷、2,2-二甲基丙烷等之分支烷；環戊烷、環己烷等之環狀烷等，作為碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基舉例為自上述烷去除1至3個氫原子之烷基、烷二基、烷三基等。
作為此等L3舉例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正己基、環己基、苄基、苯乙基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、2-甲氧基乙基、亞甲基、伸乙基、三亞甲基、1-甲基伸乙基、丙烷-2,2-二基、四亞甲基、五亞甲基、2,2-二甲基三亞甲基、六亞甲基、3-甲基五亞甲基、環己烷-1,4-二基、二乙二醇殘基(-CH2CH2OCH2CH2-)、三乙二醇殘基(-(CH2CH2O)2CH2CH2-)、二丙二醇殘基(-CH(CH3)CH2OCH(CH3)CH2-)、氧基四亞甲基氧基、丙烷-1,1,1-三基、丙烷-1,1,3-三基、丁烷-1,2,4-三基、環己烷-1,3,5-三基等。
作為Ar4表示之p+1價之芳香族烴殘基舉例 為自苯、萘等之芳香族烴環去除p+1個氫原子之基。
以上述式[4]表示之化合物中，較好為L3表示氫原子，q表示1，p表示2之化合物。
作為以上述式[4]表示之化合物之具體例舉例為例如苯乙烯、1-苯乙基-4-乙烯基苯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、二乙烯基苯、二異丙烯基苯、二乙烯基萘、4,4’-二乙烯基聯苯、雙(4-乙烯基苯基)醚、1-乙烯基-2-(4-乙烯基苯氧基)苯、2,2-雙(4-乙烯基苯基)丙烷、1,1,1-參(4-乙烯基苯氧基)丙烷等。
該等中，較好為苯乙烯、1-乙烯基萘、二乙烯基苯、2,2-雙(4-乙烯基苯基)丙烷，更好為二乙烯基苯。
本發明中使用之芯形成用組成物中，上述(y)芳香族乙烯基化合物可單獨使用一種，或可混合兩種以上使用。
<聚合起始劑>
本發明之光波導形成用組成物可在聚合起始劑存在下，藉由光照射或加熱，使(a)反應性聚矽氧化合物及(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物所含之聚合性雙鍵反應獲得硬化物。該硬化物可作為光裝置材料，尤其較好地使用於光波導之包覆部。
且上述芯形成用組成物可在聚合起始劑存在下，藉由光照射或加熱，使(x)反應性聚矽氧化合物所含之聚合性雙鍵及(y)芳香族乙烯基化合物所含之聚合性雙鍵反 應獲得硬化物，該硬化物可較好地使用於包含由本發明之光波導形成用組成物之硬化物所成之包覆部之光波導之芯部。
作為上述聚合起始劑可使用熱聚合起始劑及光聚合起始劑之任何者。
作為熱聚合起始劑舉例為例如偶氮類、有機過氧化物類等。
作為市售之偶氮系熱聚合起始劑可舉例為例如V-30、V-40、V-59、V-60、V-65、V-70[以上為和光純藥工業(股)製]等。
且作為市售之有機過氧化物系熱聚合起始劑舉例為例如PERKADOX(註冊商標)CH、PERKADOX BC-FF、PERKADOX 14、PERKADOX 16、TRIGONOX(註冊商標)22、TRIGONOX 23、TRIGONOX 121、KAYAESTER(註冊商標)P、KAYAESTER O、KAYABUTYL(註冊商標)B[以上為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、PERHEXYL Z、PERBUTYL(註冊商標)O、PERBUTYL Z[以上為日油(股)製]等，但不限定於該等。
作為光聚合起始劑舉例為例如苯烷酮類、二苯甲酮類、醯基氧化膦類、米希勒之苯甲醯基苯甲酸酯類、肟酯類、四甲基秋蘭姆單硫化物類、噻噸酮類等。
尤其，較好為光開裂型之光自由基聚合起始劑。關於 光開裂型之光自由基聚合起始劑舉例為最新UV硬化技術(159頁，發行人：高薄一弘，發行單位：技術資訊協會(股)，1991年發行)中記載者。
作為市售之光自由基聚合起始劑舉例為例如IRGACURE(註冊商標)127、IRGACURE 184、IRGACURE 369、IRGACURE 651、IRGACURE 500、IRGACURE 819、IRGACURE 907、IRGACURE 784、IRGACURE 2959、IRGACURE CGI1700、IRGACURE CGI1750、IRGACURE CGI1850、IRGACURE CG24-61、IRGACURE TPO、Darocur(註冊商標)1116、Darocur 1173[以上為日本BASF(股)製]、ESACURE KIP150、ESACURE KIP65LT、ESACURE KIP100F、ESACURE KT37、ESACURE KT55、ESACURE KTO46、ESACURE KIP75[以上為LAMBERTI公司製]等。
添加聚合起始劑時，聚合起始劑可單獨使用一種，或可混合兩種以上使用。且其添加量，對於(a)反應性聚矽氧化合物100質量份或(x)反應性聚矽氧化合物100質量份，為0.1~20質量份，更好為0.3~10質量份。
<(c)硫化合物>
本發明之光波導形成用組成物及上述芯形成用組成物中，除了前述(a)成分及(b)成分[或(x)成分及(y)成分]以外，亦可含有選自硫醇化合物及二硫化物化 合物所成之群中之至少一種硫化合物作為(c)成分。
[硫醇化合物]
本發明所用之(c)成分中，作為硫醇化合物舉例為例如巰基乙酸甲酯、3-巰基丙酸甲酯、3-巰基丙酸甲4-甲氧基丁酯、3-巰基丙酸2-乙基己酯、3-巰基丙酸正辛酯、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)、季戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇肆(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)異氰尿酸酯、參(2-(3-巰基丁醯氧基)乙基)異氰尿酸酯等之巰基羧酸酯類；乙基硫醇、1,2-二巰基乙烷、1,3-二巰基丙烷、第三丁基硫醇、正十二烷硫醇、第三-十二烷硫醇等之巰基烷類；2-巰基乙醇、4-巰基-1-丁醇等之巰基醇類；硫酚、苄基硫醇、間-甲苯硫醇、對-甲苯硫醇；2-萘硫醇、2-吡啶硫醇、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噻唑等之含芳香環硫醇類；(γ-巰基丙基)三甲氧基矽烷、三乙氧基(γ-巰基丙基)矽烷等之含矽烷之硫醇類等。其中較好為巰基烷類，更好為正十二烷硫醇。
[二硫化物化合物]
本發明所用之(c)成分中，作為二硫化物化合物舉例為例如二乙基二硫化物、二丙基二硫化物、二異丙基二硫化物、二丁基二硫化物、二第三丁基二硫化物、二戊基二硫化物、二異戊基二硫化物、二己基二硫化物、二環己基二硫化物、二癸基二硫化物、二-第三-十二烷基二硫化物、雙(2-羥基乙基)二硫化物、雙(2,2-二乙氧基乙基)二硫化物等之烷基二硫化物類；二苯基二硫化物、二甲苯基二硫化物、二苄基二硫化物、2,2’-二吡啶基二硫化物、2,2’-二苯并咪唑基二硫化物、2,2’-二苯并噻唑基二硫化物等之含芳香環二硫化物類；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、二-五亞甲基秋蘭姆二硫化物等之秋蘭姆二硫化物類等。該等中較好為烷基二硫化物類，更好為二癸基二硫化物。
調配(c)成分時，相對於前述(a)成分100質量份或(x)成分100質量份，(c)成分較好含有0.01~5質量份，更好為0.1~1質量份。
又本發明中，(c)成分可單獨使用一種或混合兩種以上使用硫醇化合物，或可單獨使用一種或混合兩種以上使用二硫化物化合物，或可將一種以上之硫醇化合物與一種以上之二硫化物化合物混合使用。作為(c)成分使用複數種化合物時，上述調配量係使所用複數種化合物之合計成為上述範圍。
<(d)矽烷偶合劑>
本發明之光波導形成用組成物及上述芯形成用組成物，除了前述之(a)成分及(b)成分[或(x)成分及(y)成分]以外，亦可含矽烷偶合劑作為(d)成分。
作為矽烷偶合劑舉例為例如三甲氧基(乙烯基)矽烷、三乙氧基(乙烯基)矽烷、三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷、三乙氧基(4-乙烯基苯基)矽烷等之乙烯系矽烷偶合劑；3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-(甲基)丙烯醯氧基丙基)矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(二甲氧基)(甲基)矽烷、二乙氧基(3-(甲基)丙烯醯氧基丙基)(甲基)矽烷等之(甲基)丙烯酸系矽烷偶合劑；3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-縮水甘油氧基丙基)矽烷、3-縮水甘油氧基丙基(二甲氧基)(甲基)矽烷、二乙氧基(3-縮水甘油氧基丙基)(甲基)矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三乙氧基矽烷等之環氧系矽烷偶合劑；3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基(二甲氧基)(甲基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基(二乙氧基)(甲基)矽烷、N-(1-甲基亞戊基)-3-三甲氧基矽烷基丙胺、3-三乙氧基矽烷基-N-(1-甲基亞戊基)丙胺、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-三甲氧基矽烷基丙胺、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-三乙氧基矽烷基丙胺、N-苯基- 3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等之胺系矽烷偶合劑；3-脲基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-脲基丙基)矽烷等之脲系矽烷偶合劑；3-巰基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-巰基丙基)矽烷、3-(巰基丙基)(二甲氧基)(甲基)矽烷、二乙氧基(3-巰基丙基)(甲基)矽烷等之巰系矽烷偶合劑；雙(3-三甲氧基矽烷基丙基)四硫化物、雙(3-三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物等之硫化物系矽烷偶合劑；3-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-異氰酸酯基丙基)矽烷等之異氰酸酯系矽烷偶合劑等。
其中，較好為3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-(甲基)丙烯醯氧基丙基)矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、三乙氧基(3-巰基丙基)矽烷。
調配(d)矽烷偶合劑時，矽烷偶合劑可單獨使用一種，或亦可混合兩種以上使用。且作為其調配量，相對於(a)成分100質量份或(x)成分100質量份，為0.1~20質量份，更好為0.1~5質量份。
<其他可調配成分>
本發明之光波導形成用組成物及上述芯形成用組成物，在不對作為光波導之包覆材料或芯材料之性能造成影 響之範圍內，可適當調配其他交聯劑、界面活性劑、調平劑、抗氧化劑、光安定化劑等。
<光波導形成用組成物及芯形成用組成物之調製方法>
本實施形態之光波導形成用組成物及芯形成用組成物之調製方法並未特別限定。作為調製方法舉例為例如使(a)成分及(b)成分[或(x)成分及(y)成分]及根據需要之(c)成分、(d)成分、聚合起始劑等之其他添加劑進而添加混合，作成均一溶液之方法，或除該等成分以外，進而使用慣用溶劑之方法等。
本發明之光波導形成用組成物中，相對於(a)反應性聚矽氧化合物100質量份，(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物為1~200質量份之比例，更好相對於(a)成分100質量份，(b)成分為1~100質量份之比例。
且上述芯形成用組成物中，相對於(x)反應性聚矽氧化合物100質量份，(y)芳香族乙烯基化合物為0.1~100質量份之比例，更好相對於(x)成分100質量份，(y)成分為0.1~25質量份之比例。
使用溶劑時，光波導形成用組成物或芯形成用組成物中之固形分之比例只要在各成分於溶劑中均一溶解的限度內則未特別限制，例如1~50質量%，或1~30質量%，或1~25質量%。此處所謂固形分係自光波導形成用組成物或芯形成用組成物之全部成分去除溶劑成分者。
且光波導形成用組成物或芯形成用組成物之溶液於使 用孔徑為0.05~5μm之過濾器等過濾後，再使用為較好。
本發明之光波導形成用組成物及上述芯形成用組成物較好具有於後述之光波導形成中作業性優異之黏度。
例如採用下述製造方法製造光波導時，較好上述光波導形成用組成物之黏度在25℃為500~20,000mPa．s，上述芯形成用組成物之黏度在25℃為1,000~100,000mPa．s。
<<光波導>>
本發明之光波導含有上述光波導形成用組成物之硬化物，較好包含由光波導形成用組成物之硬化物所成之包覆部。此時，芯部較好由前述芯形成用組成物之硬化物所成。
且，本發明之光波導可為芯之折射率對於矢徑方向連續性變化之漸變折射率(GI)型、芯之折射率對於矢徑方向階段性變化之多階變折射率(MI)型、僅在芯與包覆之界面之折射率不連續性變化之階變折射率(SI)型之任一者。
本發明之光波導之一例示於圖7~圖9(第1實施形態)。
圖7係例示本發明之第1實施形態之光波導10之俯視圖。圖8係沿圖7之A-A線之剖面圖。圖9係沿圖7之B-B線之剖面圖。
圖7~圖9中，光波導10顯示於包覆部19內並列設置4通道之芯部11~14之具有GI(Graded-Index)型之折射率分佈之光波導。又圖7~圖9中，作為1例之包覆部19之形狀設為立方體或長方體，與立方體或長方體之底面之一邊平行之方向設為X方向，在立方體或長方體之底面內垂直於X方向之方向設為Y方向，與X方向及Y方向垂直之方向(立方體或長方體之高度方向)設為Z方向(以後之圖中亦同樣)。
上述光波導10中，較好包覆部19係由本發明之光波導形成用組成物之硬化物所成，芯部11~14由上述芯形成用組成物之硬化物所成。
芯部11~14分別為傳送光之部分，且例如係由上述芯形成用組成物所形成，亦即由該芯形成用組成物之硬化物所成。且芯部11~14可全部由相同材料形成，亦可由其他材料形成。作為上述芯形成用組成物以外之材料，可適當選擇使用以丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚降冰片烯樹脂等作為主成分之材料等。
如後述，芯部11~14各為越中心部折射率越高，越靠近周邊部折射率越低。芯部11~14之中心部之各折射率可為例如1.52~1.62左右。
芯部11~14各於芯部11~14之內部不產生界面地連續性且一體性形成。此處，所謂界面係指2個層相互接觸時，於2個層之間產生之交界面(關於後述之包覆部亦同 樣)。芯部11~14之各者之剖面形狀可為例如圓形。芯部11~14之各者之剖面形狀為圓形時之直徑可設為例如5~200μm左右。芯部11~14中，鄰接之芯部之間距可設為例如20~300μm左右。芯部11~14之各者中，自包覆部19之底面起之高度大致固定。亦即，芯部11~14各者與XY平面形成為大致平行。
又，本申請案中，所謂圓形意指大致圓形，並非意指嚴格上之真圓。因此，在實質上不損及作為GI型之光波導之特定效果之範圍內亦可偏離真圓。
包覆部19形成為被覆芯部11~14周圍。本發明之光波導中，包覆部19係由前述之本發明之光波導形成用組成物所形成，亦即由該光波導形成用組成物之硬化物所成。該光波導形成用組成物中亦可含有例如碳黑等之吸收光之材料。藉由於包覆部19中分散碳黑等之吸收光之材料，可減低鄰接之芯部間之串擾。尤其，對於芯部窄間距化時大為有利。
但，包覆部19必須由比芯部11~14之中心部更低折射率之材料形成。包覆部19之折射率可設為例如1.51~1.60左右。包覆部19之剖面形狀可設為例如矩形狀。包覆部19之厚度可根據芯部11~14之直徑或製造條件等任意決定，但較好為數mm左右，更好為50~1000μm左右。又，如由後述之光波導10之製造步驟所明瞭，包覆部19係一體性形成，於包覆部19內不存在界面。
[光波導之製造方法]
本發明之光波導係使用上述光波導形成用組成物及上述芯形成用組成物。藉由包含以下第1步驟至第4步驟之製造法製造。
．將吐出部前端之針狀部刺入未硬化之包覆部之第1步驟， ．邊自前述針狀部吐出未硬化材料，邊使前述針狀部於前述未硬化之包覆部內移動，而於前述未硬化之包覆部形成周圍經被覆之未硬化之芯部之第2步驟， ．自前述未硬化之包覆部拔除前述針狀部之第3步驟，及 ．使前述未硬化之包覆部及前述未硬化之芯部硬化之第4步驟。
此處，前述未硬化之包覆部係由本發明之光波導形成用組成物所成，前述未硬化之芯部(未硬化材料)係由前述芯形成用組成物所成。
以下，針對製造光波導之實際一連串順序詳述其一例。
圖10~圖14係例示上述光波導(參考第1實施形態)之製造步驟之一部分的圖，該製造步驟有時稱為噴射法。
首先，於圖10所示之步驟，準備支撐體91。支撐體91係於俯視形狀大致矩形狀之底板92之周緣部，以可裝卸之狀態配設具有俯視形狀成為略邊框狀之開口部 93a之外框93的構件。底板92及外框93之各別材料可使用例如樹脂(丙烯酸等)、玻璃、矽、陶瓷、金屬等。但，底板92及外框93亦可不使用相同材料。底板92之上面較好為平坦性高。
其次，於圖11所示之步驟，於支撐體91之外框93內所露出之底板92之上面塗佈特定材料，製作均等擴展且大致固定層厚之未硬化之包覆部19A。未硬化之包覆部19A係可藉由使用例如塗佈裝置(佈膠器等)或印刷裝置等塗佈本發明之光波導形成用組成物，或者自開口部93a填充(注入)而製作。又，未硬化之包覆部19A之材料(亦即本發明之光波導形成用組成物)中，亦可含有例如碳黑等之吸收光之材料。
未硬化之包覆部19A之黏度可設為例如3,800mPa．s左右。且未硬化之包覆部19A之厚度可根據後述之芯部11~14之直徑或製造條件等而任意決定，較好可設為數mm左右，更好可設為50~1000μm左右。
其次，於圖12所示之步驟，準備具有吐出部94(具有吐出部本體95及針狀部96)之塗佈裝置(未圖示)，使準備之塗佈裝置(未圖示)作動，將吐出部94前端之針狀部96之一部分刺入未硬化之包覆部19A中(第1步驟)。自支撐體91之底板92之上面至針狀部96之前端部為止之高度H1可適當選擇，可設為例如100~1000μm左右(未硬化之包覆部19A之層厚為數mm左右時)。
又，塗佈裝置(未圖示)包含CPU或記憶體等，具有藉由程式化，使吐出部94對於未硬化之包覆部19A，於X方向、Y方向及Z方向以特定移動速度精度良好地移動之功能。又，針狀部96係例如剖面形狀為圓環狀，塗佈裝置(未圖示)具有自針狀部96之圓環內以特定吐出壓力吐出特定材料之功能。針狀部96之圓環內徑可適當選擇，可設為例如100~200μm左右。又，針狀部96之剖面形狀除了圓環狀以外，亦可為方形狀。塗佈裝置(未圖示)例如可以包含桌上型塗佈機器人或佈膠器等而構成。
其次，於圖13所示之步驟，使塗佈裝置(未圖示)作動，邊自刺入於未硬化之包覆部19A之針狀部96吐出作為形成未硬化之芯部之材料的前述芯形成用組成物，邊使針狀部96於未硬化之包覆部19A內移動，形成未硬化之芯部11A(第2步驟)。又，圖13中，(A)係俯視圖，(B)係沿著(A)之C-C線之剖面圖。但，(A)中之吐出部94之圖示省略。針狀部96之移動方向可適當選擇，但此處作為一例係僅於X方向移動。針狀部96之移動速度可適當選擇，可設為例如5~30mm/s左右。針狀部96之吐出壓力可適當選擇，可設為例如10~1,000kPa左右。
且，未硬化之芯部11A之黏度可設為例如80,800mPa．s左右。
吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓 力、針狀部96之圓環內徑藉由分別配合形成未硬化之芯部11A之材料(亦即芯形成用組成物)或形成未硬化之包覆部19A之材料(亦即本發明之光波導形成用組成物)之性狀(黏度等)而調整，例如剖面形狀為圓形，可形成後述之硬化後越中心部折射率越高且越接近周邊部折射率越低之芯部11。未硬化之芯部11A之剖面形狀為圓形時之直徑可設為例如5~200μm左右。
且，藉由邊吐出芯形成用組成物，邊藉由程式等使吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓力變化，亦可形成部分徑不同之芯部11(點徑變換)。
又，吐出部94之移動速度或針狀部96之吐出壓力藉由配合未硬化之芯部11A之材料(亦即芯形成用組成物)或未硬化之包覆部19A之材料(亦即本發明之光波導形成用組成物)之性狀(黏度等)而調整，亦可製作比針狀部96之圓環內徑更小徑之圓形(剖面形狀)之未硬化之芯部11A。
又，藉由調整各材料之黏度，自針狀部96吐出更具黏性之未硬化之芯部11A之材料，使針狀部之圓環內側面與材料之摩擦力變大，藉此，藉由不易自圓環之內側面附近吐出前述材料，而僅優先吐出與圓環內側面不產生摩擦之圓環中心部附近的前述材料而實現。
於圖13所示之步驟，例示固定形成有未硬化之包覆部19A之支撐體91，使針狀部96於未硬化之包覆部19A內移動，形成未硬化之芯部11A之例。然而，不 限定於此等樣態，例如固定針狀部96，使形成有未硬化之包覆部19A之支撐體91移動亦可形成未硬化之芯部11A。
其次，於圖14所示之步驟，自圖13所示之狀態後，使吐出部94向Z方向移動，自未硬化之包覆部19A拔除針狀部96(第3步驟)。隨後，重複進行圖12之步驟之使針狀部96刺入於未硬化之包覆部19A、圖13之形成未硬化之芯部11A之步驟、及圖14之步驟之自未硬化之包覆部19A拔除針狀部96，亦可以與未硬化之芯部11A並列設置之方式形成未硬化之芯部12A、13A及14A。未硬化之芯部12A、13A及14A之材料亦與未硬化之芯部11A同樣地使用上述芯形成用組成物。鄰接之芯部之間距可設為例如20~300μm左右。
如前述，由於未硬化之包覆部19A具有適度流動性(黏度)，故即使自未硬化之包覆部19A拔除針狀部96，亦不會殘留拔除痕跡，且於形成未硬化之芯部11A、12A、13A及14A後，與未硬化之包覆部19A之間亦未形成界面。又，圖14中，(A)為俯視圖，(B)係沿著(A)之D-D線之剖面圖。但，(A)中省略吐出部94之圖示。
圖14所示之步驟之後(未圖示)，未硬化之芯部11A、12A、13A及14A以及未硬化之包覆部19A以後述特定方法亦即照射光(紫外線等)而硬化，或加熱處理而硬化(第4步驟)。使用僅光照射無法完全硬化之材 料時，於照射光後亦可進而加熱。
上述光硬化時，作為光照射所用之活性光線舉例為例如紫外線、電子束、X射線等。作為紫外線照射所用之光源可使用太陽光線、化學燈、低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氙氣燈、UV-LED燈等。且，光照射後，根據需要藉由進行後烘烤，具體而言藉由使用加熱板、烘箱等，通常於50~300℃加熱1~120分鐘而可完成硬化(聚合)。
上述熱硬化時，作為其加熱條件並未特別限制，但通常自50~300℃、1~120分鐘之範圍適當選擇。且作為加熱手段並未特別限制，但舉例為例如加熱板、烘箱等。
藉由該硬化步驟，使未硬化之芯部11A、12A、13A及14A以及未硬化之包覆部19A分別聚合硬化，形成芯部11、12、13及14以及包覆部19(參考圖7~圖9，光波導10)。又，芯部11~14各於芯部11~14內部不產生界面地連續性且一體性形成，包覆部19於包覆部19之內部不產生界面地一體性形成。
又，本形態中，準備支撐體91而製造光波導，但支撐體91並非必定需要。例如，亦可於積體電路內或印刷基板內所形成之凹狀形狀內製作未硬化之包覆部19A，亦可將該基板內之溝槽或狹縫作為支撐體之替代物來製作。
且，本形態雖顯示吐出部94為1系統之例，但不限定於此等樣態，亦可由複數之吐出部94同時吐出芯形成 用組成物，並同時形成複數之未硬化之芯部(例如11A~14A)。
又，圖15~圖17顯示本發明之光波導之其他例(第2實施形態)。
本例係例示芯部之一部分傾斜之斜坡型光波導者，圖15係例示第2實施形態之光波導20之俯視圖。圖16係沿著圖15之E-E線之剖面圖。圖17係沿著圖15之F-F線之剖面圖。
圖15~圖17中，光波導20係於包覆部29內並列設置4通道之芯部21~24之GI型光波導。又，由於芯部21~24及包覆部29之材料或剖面形狀、機能等與前述第1實施形態之芯部11~14及包覆部19相同，故省略詳細說明。
光波導10係芯部11~14全體分別於一方向(與X方向大致平行之方向)形成為直線狀，但光波導20係形成為芯部21~24各包含傾斜之部分(斜坡部分)。亦即，芯部21~24分別含有彎折之部分，不於一方向形成為直線狀。又，彎折之部分亦可為彎曲(亦可彎曲為弓狀)。
更詳言之，光波導20之芯部21包含於與X方向大致平行之方向形成為直線狀之部分21a、彎折之部分21b、於相對於X方向朝Z方向傾斜之方向形成為直線狀之部分21c(斜坡部分)、彎折之部分21d、及於與X方向大致平行之方向形成為直線狀之部分21e。
部分21a、21c及21e相互位於不同直線上。部分21a與部分21e係自包覆部29之底面起之距離為不同之不同階層。但，該等各部分就方便起見係將芯部21分割為複數部分者，芯部21係於芯部21之內部不產生界面地連續性且一體性形成。芯部22至24亦為與芯部21同樣之形狀。
製造斜坡型之光波導時，例如於前述圖13所示之步驟(第2步驟)中，使針狀部96以自未硬化之包覆部之底面起之垂直距離一面變化一面移動之方式，程式化塗佈裝置(未圖示)即可。亦即，只要使針狀部96邊於X方向移動亦邊於Z方向移動之方式程式化塗佈裝置(未圖示)，即可形成斜坡部分(部分21c)。X方向之移動速度與Z方向之移動速度可考慮形成之斜坡部分(部分21c)之傾斜角度而適當設定。
又，藉由使針狀部96一面變化自未硬化之包覆部之側面起之水平距離一面移動，亦可形成包含相對於XZ平面於Y方向傾斜之部分的芯部。進而，藉由使針狀部96一面變化自未硬化之包覆部之底面起之垂直距離並且變化自側面起之水平距離一面移動，亦可形成包含相對於XY平面於Z方向傾斜並且相對於XZ平面於Y方向傾斜之部分的芯部。總言之，藉由控制塗佈裝置(未圖示)，一面使針狀部96於任意方向移動一面自針狀部96吐出特定材料，可以簡單方法形成各種形狀之芯部。
又，第2實施形態中，顯示部分21a、21c及 21e形成為直線狀之例，但部分21a、21c及21e亦可形成為曲線狀(亦包含線圈狀、盤旋狀(spiral)或螺旋狀(helix)，以下同)。部分21a、21c及21e為曲線狀時，亦與直線狀之情況同樣地傳送光。或者，亦可混合存在直線狀之部分與曲線狀之部分。例如亦可部分21a形成為直線狀，部分21c及21e形成為曲線狀。或，部分21a、21c及21e亦可位於同一平面上，亦可相互位於不同平面上。
如此，第2實施形態發揮與第1實施形態同樣之效果，亦即成為於不產生界面地一體性形成之1個包覆部內，包含平行於包覆部之特定面之芯部或對於包覆部之特定面傾斜之芯部之斜坡型光波導。
再者於圖18~圖20顯示本發明之光波導之另一例(第3實施形態)。
本例係例示芯部彼此立體性交叉之立體交叉型之光波導，圖18係例示第3實施形態之光波導之俯視圖。圖19係沿著圖18之G-G線之剖面圖。圖20係沿著圖18之H-H線之剖面圖。
圖18~圖20中，光波導30係於包覆部39內形成8通道之芯部31~38之GI型光波導。又，芯部31~38及包覆部39之材料或剖面形狀、機能等由於與前述第1實施形態之芯部11~14及包覆部19相同，故省略詳細說明。
光波導30中，芯部31~34全體分別於一方向(與Y方向大致平行之方向)形成為直線狀。另一方面， 芯部35~38分別形成為包含傾斜之部分(斜坡部分)。亦即，芯部35~38分別包含彎折部分，而不於一方向形成為直線狀。又，彎折之部分亦可為彎曲(亦可彎曲為弓狀)。
更詳言之，光波導30之芯部35包含於與X方向大致平行之方向形成為直線狀之部分35a、彎折之部分35b、於相對於X方向朝Z方向傾斜(上升)之方向形成為直線狀之部分35c(斜坡部分)、彎折之部分35d、於與X方向大致平行之方向形成為直線狀之部分35e、彎折之部分35f、於相對於X方向朝Z方向傾斜(下降)之方向形成為直線狀之部分35g(斜坡部分)、彎折之部分35h、及於與X方向大致平行之方向形成為直線狀之部分35i。
部分35a、35c、35e及35g相互位於不同直線上，部分35a及35i位於同一直線上。但，部分35a及35i亦未必須形成於同一直線上。所謂部分35a及35i與部分35e係自包覆部39之底部起之距離不同之不同階層。但，該等各部分就方便起見係將芯部35分割為複數部分者，芯部35係於芯部35之內部不產生界面地連續性且一體性形成。芯部36至38亦為與芯部35同樣之形狀。芯部35~38與芯部31~34立體性交叉。
製造立體交叉型之光波導時，例如只要組合第1實施形態之光波導之製造方法與第2實施形態之光波導之製造方法即可，但有必要留意應首先製作芯部31~34，隨後製作芯部35~38之點。又，與第2實施形態 同樣，藉由控制塗佈裝置(未圖示)，一面使針狀部96於任意方向移動一面自針狀部96吐出特定材料，可以簡單方法形成各種形狀之芯部。又，與第2實施形態同樣，部分35a、35c、35e、35g及35i亦可形成為曲線狀，亦可混合存在直線狀之部分與曲線狀之部分。又，部分35a、35c、35e、35g及35i亦可位於同一平面，亦可相互位於不同平面上。
如此，第3實施形態與第1實施形態同樣，成為在不產生界面地一體性形成之1個包覆部內芯部彼此立體性交叉之立體交叉型之光波導。
〔實施例〕
以下列舉實施例，更具體說明本發明，但本發明不限於下述實施例者。
又，實施例中，試料之調製及物性分析所用之裝置及條件如以下。
(1)攪拌脫泡機
裝置：THINKY(股)製，自轉/公轉混合機，AWATORI練太郎(註冊商標)ARE-310
(2)UV曝光
裝置：EYE GRAPHICS(股)製，批式UV照射裝置(高壓水銀燈2kW×1燈)
(3)1H NMR
裝置：Burker公司製AVANCE III HD
測定頻率：500MHz
測定溶劑：CDCl3
基準物質：四甲基矽烷(0.00pm)
(4)凝膠滲透層析儀(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及GPC KF-803L
管柱溫度：40℃
溶劑：四氫呋喃
檢測器：RI
校正線：標準聚苯乙烯
(5)黏度：
裝置：Anton Paar公司製MCR流變計MCR302
測定系統：椎板(直徑25mm，角度2度)
溫度：25℃
轉速：1rpm
待機時間：5分鐘
(6)折射率：
裝置：Metricon公司製，型號2010/M稜鏡耦合計
(7)5%重量減少溫度(Td5%)
裝置：Bruker AXS(股)TG/DTA 2000SA
測定條件：氮氣氛圍下
升溫速度：10℃/分鐘(25~450℃)
(8)數位顯微鏡
裝置：KEYENCE(股)製VHX-500F
(9)近場圖型
光源：PRECISE GAUGES(股)製LED光源LDS1007
入射探針：Fiberguide Industries公司製SI型石英多模光纖AFS50/125Y(芯徑50μm，長1m，兩端FC連接器(平坦研磨))
光束分析儀(beam profiler)：Ophir Optronics Solutions公司製BeamStar FX50
(10)傳送損失
光源：安藤電氣(股)製 白色光源AQ-4303B
入射探針：古河電氣工業(股)製GI型多模光纖(芯徑25μm，長1m，兩端FC連接器(平坦研磨))
射出探針：Fiberguide Industries公司製SI型石英多模光纖AFS105/125Y(芯徑105μm，長2m，兩端FC連接器(平坦研磨))
檢測器：安藤電氣(股)製光譜分析儀AQ-6315B
又，簡寫表示以下意義。
DPSD：二苯基矽烷二醇[東京化成工業(股)製]
STMS：三甲氧基(4-乙烯基苯基)矽烷[信越化學工業(股)製]
BPE：乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(附加乙氧基10mol)[新 中村化學工業(股)製NK ESTER A-BPE-10]
DOG：二噁烷二醇二丙烯酸酯[新中村化學工業(股)製NK ESTER A-DOG]
TEG：四乙二醇二丙烯酸酯[新中村化學工業(股)製NK ESTER A-200]
DVB：二乙烯基苯[新日鐵住金化學(股)製DVB-810，純度81%]I127：2-羥基-1-(4-(4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮[日本BASF(股)製IGRACURE(註冊商標)127]
TPO：二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦[日本BASF(股)製IGRACURE(註冊商標)TPO]
W712：環氧系矽氧烷樹脂[ADEKA(股)製FX-W712]
W713：環氧系矽氧烷樹脂[ADEKA(股)製FX-W713]
[製造例1]反應性聚矽氧化合物(SC1)之製造
於具備凝縮器及丁斯達克裝置之200mL茄形燒瓶中，饋入DPSD 43.3g(0.20mol)、STMS 44.9g(0.20mol)及甲苯35g，使用氮氣球將燒瓶中之空氣以氮取代。該反應混合物加熱至50℃後，添加氫氧化鋇單水合物[Aldrich公司製]38mg(0.2mmol)，於50℃攪拌1小時。進而加熱至85℃後，邊將副產之甲醇去除至系外邊攪拌5小時進行脫醇縮合。將反應混合物冷卻至室溫(約23℃)，使用孔徑0.2μm之膜過濾器去除不溶物。使用旋轉蒸發器，自該反應混合物於50℃減壓餾除甲苯，獲得 無色透明油狀物之反應性聚矽氧化合物(SC1)74.9g。
所得之反應性聚矽氧化合物之1H NMR光譜示於圖1。又，藉由GPC以聚苯乙烯換算測定之重量平均分子量Mw為1,570，分散度：Mw(重量平均分子量)/Mn(數平均分子量)為1.2。
[製造例2]反應性聚矽氧化合物(SC2)之製造
於具備凝縮器之1L茄形燒瓶中，饋入DPSD 177g(0.80mol)、STMS 179g(0.80mol)及甲苯141g，使用氮氣球將燒瓶中之空氣以氮取代。該反應混合物加熱至50℃後，添加氫氧化鋇單水合物[Aldrich公司製]0.303g(1.6mmol)，進而於50℃攪拌2天進行脫醇縮合。將反應混合物冷卻至室溫(約23℃)，使用孔徑0.2μm之膜過濾器去除不溶物。使用旋轉蒸發器，自該反應混合物於50℃減壓餾除甲苯及副產物之甲醇，獲得無色透明油狀物之反應性聚矽氧化合物305g。
所得之反應性聚矽氧化合物之1H NMR光譜示於圖2。又，藉由GPC以聚苯乙烯換算測定之重量平均分子量Mw為1,270，分散度：Mw/Mn為1.2。
[實施例1]聚合性組成物1之調製
將作為(a)反應性聚矽氧化合物之製造例1製造之SC1 75質量份、作為(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物之DOG 25質量份及作為聚合起始劑之I127 1質量份及TPO 1質量份於50℃攪拌混合3小時。進而攪拌脫泡2分鐘，調製聚合性組成物1。
所得組成物之25℃下之黏度為3,800mPa．s。
[實施例2]聚合性組成物2之調製
除了各組成變更為表1所記載以外，與實施例1同樣操作，調製聚合性組成物2。又，表1中，「份」表示「質量份」。
所得組成物之25℃下之黏度為9,000mPa．s。
[比較例1、2]聚合性組成物3、4之調製
除了各組成變更為表1所記載以外，與實施例1同樣操作，調製聚合性組成物3、4。
[硬化物之折射率評價]
於貼有作為間隔物之50μm厚之KAPTON(註冊商標)膠帶之矽晶圓上載置各聚合性組成物，以預先經脫模處理之玻璃基板夾住。該被夾住之聚合性組成物以20mW/cm2進行UV曝光60秒。將夾住聚合性組成物之玻璃基板剝離後，以150℃之加熱板加熱20分鐘，製作硬化物。
測定所得硬化物之折射率。結果一併示於表1。
[硬化物之耐熱性評價]
將各聚合性組成物與200μm厚之聚矽氧橡膠製間隔物一起由預先經脫模處理之2片玻璃基板夾住。該被夾住之聚合性組成物以20mW/cm2進行UV曝光60秒，藉由自玻璃基板剝離硬化物，製作硬化物。
測定所得硬化物之5%重量減少溫度(Td5%)，評價耐熱性。結果一併示於表1。
Figure 105134084-A0202-12-0049-11
如表1所示，調製其硬化物之折射率大致相等之聚合性組成物時，藉由調配式[3]表示之二(甲基)丙烯酸酯化合物，確認成為具有與其他(甲基)丙烯酸酯化合物比較更高之Td5%，亦即具有較高耐熱性之硬化物。
[實施例3]聚合性組成物5之調製
將作為(x)反應性聚矽氧化合物之製造例2製造之SC2 99.4質量份、作為(y)芳香族乙烯基化合物之DVB 0.6質量份及作為聚合起始劑之TPO 1質量份於50℃攪拌混合3小時。進而藉由攪拌脫泡2分鐘，調製聚合性組成 物5。
所得組成物之25℃下之黏度為80,800mPa．s。且以與前述之[硬化物之折射率評價]同樣地製作之硬化物之折射率為1.586(833nm)、1.577(1,305nm)、1.575(1,551nm)。
[實施例3]GI型光波導之製作
以表2中記載之條件，製作於包覆部內形成12通道芯部之光波導。以下具體加以說明(參考圖10~圖14)。
於長3cm×寬15cm×厚3mm之玻璃基板上(圖10：底板92)，貼附於中央具有長1cm×寬10cm之開口部(圖10：開口部93a)之厚500μm之聚矽氧橡膠片(圖10：外框93)，於其開口部填充作為包覆材料之聚合性組成物1。此時，在水平方向傾斜約45度，進而靜置30分鐘，於開口部均一填充包覆材料，作成未硬化之包覆部(圖11：未硬化之包覆部19A)。
填充該包覆材料之玻璃板安裝於桌上型塗佈機器人[武藏工程(股)製SHOTmini SL200DS]之工件台上。又，於5mL UV阻斷針筒(block syringe)[武藏工程(股)製PSY-5E](圖12：吐出部94)中填充作為芯材料之聚合性組成物5並脫泡，於針筒吐出部(圖12：吐出部本體95)連接內徑100μm之金屬針[武藏工程(股)製SN-32G-LF](圖12：針狀部96)後，安裝於桌上型塗佈機器人上。
接著，將吐出部之位置調整為自玻璃基板上面至金屬針前端之高度(圖12：H1)成為300μm。隨後，將佈膠器[武藏工程(股)製ML-808FXcom]之吐出壓力設定為600kPa，將桌上型塗佈機器人之描線動作速度(吐出部之移動速度)設定為4mm/秒。使桌上型塗佈機器人之吐出程式動作，於自玻璃基板上面至金屬針前端之高度為300μm之位置，以使光波導之長度成為8.5cm之方式，將芯材料之聚合性組成物5吐出於包覆材料的聚合性組成物1中，形成未硬化之芯部(圖13：未硬化之芯部11A)。將各未硬化之芯部之間距設為300μm重複操作，形成12通道之未硬化之芯部(參考圖14，但圖14係未硬化之芯部形成至4通道之圖)。第12通道之未硬化之芯部描線完成後，立即以照度10mW/cm2(365nm)以1mm/秒之速度使設置於桌上型塗佈機器人之UV-LED(波長365nm檢測)掃描3次，使未硬化之芯部及未硬化之包覆部硬化作成芯部及包覆部。藉由該操作，12通道之芯部自描線至硬化為止之曝光前待機時間可變化。又，第12通道之芯部係待機時間0秒，第1通道之芯部係待機時間261秒，鄰接之各芯部之待機時間之差為23.7秒。
其後，使用剃刀自玻璃基板剝離聚矽氧橡膠片後，於150℃之烘箱中加熱20分鐘。使用剃刀使光波導之剖面露出，藉由光纖用砂紙研磨端面，獲得長5cm之GI型光波導。
所製作之光波導以垂直方向設置於數位顯微 鏡，自下部之白色光源照射光以透過模式觀察光波導。結果示於圖3[圖3(a)12通道全部之芯剖面圖，(b)第12通道(待機時間0秒)及第11通道(待機時間24秒)之芯剖面放大圖，(c)第7通道(待機時間119秒)及第6通道(待機時間143秒)之芯剖面放大圖，(d)第2通道(待機時間238秒)及第1通道(待機時間261秒)之芯剖面放大圖]。
確認任何芯部均成為直徑50μm左右之真圓形狀，為適合作為多模光波導之尺寸。
其次，觀察所製作之光波導之射出近場圖型(NFP)。結果示於圖4[圖4(b)第12通道(待機時間0秒)及第11通道(待機時間24秒)之芯剖面放大圖，(c)第7通道(待機時間119秒)及第6通道(待機時間143秒)之芯剖面放大圖，(d)第2通道(待機時間238秒)及第1通道(待機時間261秒)之芯剖面放大圖]。又，於圖像中央部，入射之光束強度越高顯示越濃色。其結果，藉由使待機時間為119秒以上，確認光集中於芯中心部，形成GI型光波導。
[比較例3]GI型光波導之製作
除了變更為表2中記載之條件以外，與實施例3同樣操作，製作於包覆部內形成1通道芯部之光波導。
所製作之光波導與實施例3同樣藉由數位顯微鏡觀察。結果示於圖5。確認任何芯部均成為直徑50μm左右 之真圓形狀，為適合作為多模光波導之尺寸。
[傳送損失]
測定實施例3製作之第1通道之光波導及比較例3製作之光波導之傳送損失。測定係使用於複數之光波導長度測定插入損失，且把將x軸設為光波導長度，y軸設為插入損失時之斜率設為傳送損失之回截(cut back)法。將光通訊波長帶之850nm、1,310nm及1,550nm之各波長之傳送損失示於表3。
Figure 105134084-A0202-12-0053-12
Figure 105134084-A0202-12-0053-13
如表3所示，本發明之光波導於1,310nm或1,550nm之長波長之光通訊波長帶中，確認具有非常低的傳送損失。另一方面，關於由環氧系矽氧烷樹脂製作之光波導(比較例3)，於1,310nm以上之波長見到傳送損失增加，獲得無法滿足作為光波導之特性之結果。
[實施例4]GI型光波導之製作
除了變更為表4中記載之條件以外，與實施例3同樣操作，製作於包覆部內形成10通道芯部之光波導。又，第10通道之芯部係待機時間0秒，第1通道之芯部係待機時間61.1秒，相鄰之各芯部之待機時間差為6.79秒。
所製作之光波導與實施例3同樣以數位顯微鏡觀察。結果示於圖6[圖6(a)芯剖面圖，(b)第10通道(待機時間0秒)及第9通道(待機時間6.79秒)之芯剖面放大圖，(c)第6通道(待機時間27.1秒)及第5通道(待機時間33.9秒)之芯剖面放大圖，(d)第2通道(待機時間54.3秒)及第1通道(待機時間61.1秒)之芯剖面放大圖]。
確認任何芯部均成為直徑10μm左右之真圓形狀，為適合作為單模光波導之尺寸。
Figure 105134084-A0202-12-0054-14
[實施例5]聚合性組成物6之調製
將作為(a)反應性聚矽氧化合物之製造例1製造之SC1 92質量份、作為(b)二(甲基)丙烯酸酯化合物之DOG 4質量份、作為(y)芳香族乙烯基化合物之DVB 4 質量份及作為聚合起始劑之I127 1質量份及TPO 1質量份於50℃攪拌混合3小時。進而攪拌脫泡2分鐘，調製聚合性組成物6。
所得組成物之25℃下之黏度為3,400mPa．s。且與前述之[硬化物之折射率評價]同樣地製作之硬化物之折射率為1.578(833nm)、1.568(1,305nm)、1.567(1,551nm)。
[實施例6]GI型光波導之製作
除變更為表5中記載之條件以外，與實施例3同樣地操作，製作於包覆部內形成4通道×2段芯部之光波導。又，2段之上段之芯部係形成下段之芯部4通道後，對其上部形成上段之芯部。
製作之光波導與實施例3同樣以數位顯微鏡觀察。結果示於圖21。
確認任何芯部均成為直徑10μm左右之真圓形狀，為適合作為單模光波導之尺寸。
Figure 105134084-A0202-12-0055-15
如以上，本發明之光波導形成用組成物不僅可製作多模之GI型光波導還可製作非常細徑的單膜之GI型光波導，且使用該組成物之光波導具有350℃以上之高 耐熱性及在長波長區域之非常高的透明性(低傳送損失)，成為能耐於實際使用在光電混載基板上之光波導。

Claims (6)

  1. 一種光波導形成用組成物，其含有(a)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(b)以式[3]表示之二(甲基)丙烯酸酯化合物1~200質量份，
    Figure 105134084-A0202-13-0001-16
     (式中，Ar1及Ar2分別獨立地表示可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基、可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基或可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基)，【化2】Ar3-Si(OR1)aR2 3-a [2](式中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基或至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基，R1分別獨立地表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示2或3)，
    Figure 105134084-A0202-13-0001-17
     (式中，R3及R4分別獨立地表示氫原子或甲基，R5表示氫原子、甲基或乙基，L1及L2分別獨立地表示碳原子數2至6之伸烷基，m及n係表示使m+n成為0至20之0或正整數)。
  2. 如請求項1之光波導形成用組成物，其中前述Ar1及Ar2為苯基，前述Ar3為4-乙烯基苯基。
  3. 如請求項1或2之光波導形成用組成物，其中前述反應性聚矽氧化合物係由前述以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與前述以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物而成。
  4. 一種光波導，其包含如請求項1至3中任一項之光波導形成用組成物之硬化物。
  5. 如請求項4之光波導，其包含由如請求項1至3中任一項之光波導形成用組成物之硬化物而成之包覆部。
  6. 如請求項4或5之光波導，其包含由下述組成物之硬化物而成之芯部，該組成物含有(x)以式[1]表示之二芳基矽酸化合物A與以式[2]表示之烷氧基矽化合物B之聚縮合物或該二芳基矽酸化合物A與該烷氧基矽化合物B與其他聚縮合性化合物之聚縮合物而成之反應性聚矽氧化合物100質量份、及(y)以式[4]表示之芳香族乙烯基化合物0.1~100質量份，
    Figure 105134084-A0202-13-0002-18
     (式中，Ar1及Ar2分別獨立地表示可經碳原子數1至6之烷基取代之苯基、可經碳原子數1至6之烷基取代之萘基或可經碳原子數1至6之烷基取代之聯苯基)，【化5】Ar3-Si(OR1)aR2 3-a [2](式中，Ar3表示至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之苯基、至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之萘基或至少具有1個具有聚合性雙鍵之基之聯苯基，R1分別獨立地表示甲基或乙基，R2表示甲基、乙基或乙烯基苯基，a表示2或3)，
    Figure 105134084-A0202-13-0003-19
     (式中，R6表示氫原子或甲基，L3表示單鍵、氫原子、氧原子、可經苯基取代之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基、或可含有醚鍵之碳原子數1至20之q價脂肪族烴殘基，Ar4表示p+1價之芳香族烴殘基，p分別獨立地表示1或2，q表示1至3之整數(惟L3表示氫原子時q表示1，L3表示單鍵或氧原子時q表示2))。
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