WO2026014140A1 - 自己形成光導波路用組成物、自己形成光導波路、自己形成光導波路の製造方法 - Google Patents

自己形成光導波路用組成物、自己形成光導波路、自己形成光導波路の製造方法

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WO2026014140A1
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WO
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self
optical waveguide
composition
meth
acrylate
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PCT/JP2025/021255
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English (en)
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哲朗 三ツ井
大悟 澤木
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation

Definitions

  • the present invention relates to a composition for a self-written optical waveguide, a self-written optical waveguide, and a method for manufacturing an optical waveguide.
  • optical waveguides used to connect various optical devices In the fields of optical communication, optical information processing, electronic devices, and optical equipment, which utilize optical technology, development of optical waveguides used to connect various optical devices is progressing. In order to optically connect various optical devices using optical waveguides, it is necessary to align the optical axes with extremely high precision. Such alignment work has traditionally been performed manually or using high-precision equipment, but has been problematic in terms of the amount of work and time required. From this perspective, a self-forming optical waveguide technology has been studied, in which an optical waveguide is manufactured by self-forming the core of the optical waveguide from a photocurable resin.
  • a self-forming optical waveguide can be formed at the end of an optical fiber or the like by, for example, immersing the end of an optical fiber or the like in a photocurable resin and irradiating light from the optical fiber or the like into the photocurable resin to gradually harden the photocurable resin.
  • Patent Document 1 describes a core-forming composition for a self-forming optical waveguide, in which a composition containing a (meth)acrylate having a COOH group and a photopolymerization initiator is used as a material for photo-curing the core of the self-forming optical waveguide, as well as a self-forming optical waveguide whose core is a cured product obtained by photo-curing the core-forming composition (see Claims 1, 15, etc.).
  • the inventors attempted to form a self-forming optical waveguide using the self-forming optical waveguide composition described in Patent Document 1, and discovered that the process of removing the uncured components around the core after the core was formed was complicated and there was room for improvement.
  • a composition for a self-written optical waveguide comprising two or more polymerizable compounds, the two or more polymerizable compounds having the same polymerization mechanism.
  • composition for a self-written optical waveguide according to any one of [1] to [3], wherein the two or more polymerizable compounds include at least a combination of two polymerizable compounds having the same polymerization mechanism but different numbers of polymerizable groups contained in one molecule.
  • the present invention provides a composition for a self-written optical waveguide that facilitates the formation of a self-written optical waveguide.
  • the present invention also provides a self-written optical waveguide and a method for manufacturing a self-written optical waveguide.
  • 1A to 1C are schematic diagrams showing an example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 1A to 1C are schematic diagrams showing an example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 1A to 1C are schematic diagrams showing an example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 10A to 10C are schematic diagrams showing another example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 10A to 10C are schematic diagrams showing another example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 10A to 10C are schematic diagrams showing another example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 10A to 10C are schematic diagrams showing another example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • 10A to 10C are schematic diagrams showing another example of a method for producing a self-written optical waveguide.
  • a numerical range expressed using “to” means a range that includes the numerical values before and after "to” as the lower and upper limits.
  • the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages.
  • the upper or lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
  • each component may be a single substance corresponding to the component, or two or more substances may be used in combination. When two or more substances are used in combination for each component, the content of the component refers to the total content of the substances used in combination, unless otherwise specified.
  • (meth)acrylate is a notation representing “acrylate” or “methacrylate”
  • (meth)acrylic is a notation representing “acrylic” or “methacrylic”
  • (meth)acryloyl is a notation representing "acryloyl” or “methacryloyl”.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • angles mean that the difference from the exact angle is within a range of 5 degrees. The difference in the above angle is preferably within 4 degrees, and more preferably within 3 degrees.
  • visible light refers to light with wavelengths visible to the human eye, in the wavelength range of 380 to 780 nm, ultraviolet light (UV) refers to light with wavelengths in the range of 10 nm or more and less than 380 nm, and infrared light (IR) refers to light with wavelengths in the range of more than 780 nm.
  • composition for self-forming optical waveguide is a self-forming optical waveguide composition containing two or more polymerizable compounds, the polymerization mechanisms of which are the same for the two or more polymerizable compounds.
  • a self-written optical waveguide can be easily formed.
  • a process with fewer steps is desirable from the viewpoint of takt time.
  • the configuration of the manufacturing equipment and composition may become complicated, which may affect process management.
  • a self-forming optical waveguide can be more easily formed by using a composition containing two or more polymerizable compositions in which the polymerizable compounds have the same polymerization mechanism and are therefore curable with the same light source, and have completed the present invention.
  • the composition of the present composition will be described in more detail below.
  • the composition comprises two or more polymerizable compounds.
  • the composition may contain components other than the polymerizable compound, such as a polymerization initiator and various additives that are added as needed.
  • the composition contains two or more polymerizable compounds that have the same polymerization mechanism.
  • the phrase "having the same polymerization mechanism" for different types of polymerizable compounds means that the respective polymerizable compounds have polymerizable groups with the same polymerization mechanism, i.e., polymerizable groups with the same active species generated by reaction.
  • the phrase "different types" of a plurality of polymerizable compounds means that at least a part of the structure of each polymerizable compound other than the same polymerizable group is different from each other.
  • polymerizable compound means that the compound falls within the definition of two or more polymerizable compounds with the same polymerization mechanism described above.
  • the same polymerization mechanism in two or more polymerizable compounds may be used as long as the propagating active species are the same polymerization mechanism, and examples thereof include radical polymerization, cationic polymerization, and anionic polymerization. Radical polymerization or cationic polymerization is preferred, and radical polymerization is more preferred.
  • Examples of the same polymerizable group possessed by two or more polymerizable compounds include a radical polymerizable group, a cationically polymerizable group, and an anionically polymerizable group.
  • the polymerizable compound preferably has a radical polymerizable group or a cationically polymerizable group as the same polymerizable group, and more preferably has a radical polymerizable group.
  • the polymerizable compound may be any of a radically polymerizable compound, a cationically polymerizable compound, and an anionically polymerizable compound, and is preferably a radically polymerizable compound or a cationically polymerizable compound, and more preferably a radically polymerizable compound.
  • the number of polymerizable groups that the polymerizable compound has is not particularly limited, and the polymerizable compound may be a monofunctional polymerizable compound having one polymerizable group, or a polyfunctional polymerizable compound having two or more polymerizable groups.
  • the number of polymerizable groups that the polyfunctional polymerizable compound has is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 or 3.
  • the polymerizable compound may have a polymerizable group having the same polymerization mechanism as the other polymerizable compounds contained in the composition, as well as a polymerizable group having a different polymerization mechanism from the other polymerizable compounds.
  • the polymerizable compound has only a polymerizable group having the same polymerization mechanism as the other polymerizable compounds contained in the composition.
  • radical polymerizable compound examples include polymerizable compounds (ethylenically unsaturated compounds) having at least one ethylenically unsaturated group such as a vinyl group, a (meth)acryloyl group, a styryl group, and a maleimide group.
  • Examples of the polymerizable compound having a (meth)acryloyl group include (meth)acrylates having a hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group (preferably phenol ethylene oxide-modified (meth)acrylates having a phenylphenol group or a phenoxy group), urethane (meth)acrylates having a urethane structure, epoxy (meth)acrylates containing an epoxy structure, and (meth)acrylates containing a heterocyclic structure such as fluorene.
  • (meth)acrylate) examples include (meth)acrylates having a hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group (preferably phenol ethylene oxide-modified (meth)acrylates having a phenylphenol group or a phenoxy group), urethane (meth)acrylates having a urethane structure, epoxy (meth)acrylates containing an epoxy structure, and (meth)acrylates containing a heterocyclic
  • the (meth)acrylate having a hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group may be either a monofunctional (meth)acrylate or a polyfunctional (meth)acrylate, with monofunctional (meth)acrylate being preferred.
  • Examples of the hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group having 1 to 40 carbon atoms and a linear or branched alkenyl group having 3 to 40 carbon atoms.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group include monocyclic or polycyclic cycloalkyl groups having 3 to 30 carbon atoms.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group.
  • Examples of alkylene oxide adducts of hydrocarbon groups include ethylene oxide adducts, propylene oxide adducts, and butylene oxide adducts of the above hydrocarbon groups.
  • Examples of monofunctional (meth)acrylates include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, n-amyl (meth)acrylate, i-amyl (meth)acrylate, t-amyl (meth)acrylate, neopentyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, undecyl (meth)acrylate, and dodecyl (meth)acrylate.
  • acrylates include tridecyl (meth)acrylate, tetradecyl (meth)acrylate, pentadecyl (meth)acrylate, hexadecyl (meth)acrylate, heptadecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, nonadecyl (meth)acrylate, eicosyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, tetracosyl (meth)acrylate, 2-decyltetradecyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, menthyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate.
  • polyfunctional (meth)acrylates include 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth)acrylate, bisphenol A polyethoxydi(meth)acrylate, bisphenol A polypropoxydi(meth)acrylate, bisphenol F polyethoxydi(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane trioxyethyl (meth)acrylate, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate,
  • suitable acrylates include dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth
  • the (meth)acrylate having a hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group a (meth)acrylate in which the hydrocarbon group is an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group is preferred, and a (meth)acrylate in which the hydrocarbon group is an aromatic hydrocarbon group is more preferred.
  • phenol ethylene oxide-modified (meth)acrylates having a phenylphenol group or a phenoxy group are more preferred, and ethoxylated o-phenylphenol acrylate represented by the following formula (1) is particularly preferred.
  • n represents an integer of 1 to 5.
  • a urethane (meth)acrylate having a urethane structure is a compound having a urethane structure (urethane bond) and at least one (meth)acryloyl group in the molecule.
  • the urethane (meth)acrylate include known urethane (meth)acrylates such as aliphatic urethane (meth)acrylates and aromatic urethane (meth)acrylates.
  • the urethane (meth)acrylate is preferably a polyfunctional urethane (meth)acrylate having two or more (meth)acryloyl groups in the molecule.
  • the polyfunctional urethane (meth)acrylate may have only an acryloyl group or only a methacryloyl group, or may have both an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • the number of (meth)acryloyl groups contained in the polyfunctional urethane (meth)acrylate molecule may be two or more, preferably two to six, more preferably two to four, and even more preferably two or three.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyfunctional urethane (meth)acrylate is preferably 500 to 10,000, more preferably 500 to 7,000, and even more preferably 500 to 5,000.
  • the polyfunctional urethane (meth)acrylate can be produced by known methods, for example, by reacting polyol (X), polyisocyanate (Y), and hydroxy group-containing (meth)acrylate (Z), or by reacting polyisocyanate (Y) and hydroxy group-containing (meth)acrylate (Z).
  • the polyol (X) is a compound having two or more hydroxy groups in the molecule.
  • the polyol (X) may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • Examples of the polyol (X) include ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyoxy C2-4 alkylene glycols (polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, etc.), bisphenol A and its alkylene oxide adduct, bisphenol F and its alkylene oxide adduct, hydrogenated bisphenol A and its alkylene oxide adduct, hydrogenated bisphenol F and its alkylene oxide adduct, cyclohexanediol, Examples of
  • the polyisocyanate (Y) is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule.
  • the polyisocyanate (Y) may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • Examples of the polyisocyanate (Y) include diisocyanates such as 1,6-hexane diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and isophorone diisocyanate; and diisocyanate trimers such as biurets, adducts, and nurate compounds (nurate compounds of 1,6-hexamethylene diisocyanate, nurate compounds of 2,6-hexamethylene diisocyanate, etc.).
  • the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (Z) is a compound having one or more (more preferably one) hydroxyl groups and one or more (more preferably one) (meth)acryloyl groups in the molecule.
  • the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (Z) may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the hydroxy group-containing (meth)acrylate (Z) include epoxy (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, cyclohexanedimethanol (meth)acrylate, and bisphenol A diglycidyl diacrylate, as well as hydrogenated versions of these epoxy (meth)acrylates.
  • epoxy (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, cyclohexanedimethanol (meth)acrylate, and bisphenol A diglycid
  • polyfunctional urethane (meth)acrylates those containing at least a structural unit derived from polyoxy C2-4 alkylene glycol (polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, etc.) as a structural unit derived from polyol (X) are preferred.
  • polyfunctional urethane (meth)acrylates include those sold under the trade names "EBECRYL 230" and "EBECRYL 270.”
  • polyfunctional urethane (meth)acrylates can also be used.
  • Commercially available polyfunctional urethane (meth)acrylates include, for example, products under the trade names "EBECRYL 210,” “EBECRYL 215,” “EBECRYL 6202,” “EBECRYL 230,” “EBECRYL 244,” “EBECRYL 245,” “EBECRYL 270,” “EBECRYL 280/15IB,” “EBECRYL 2002,” “EBECRYL 8307,” “EBECRYL 8411,” “EBECRYL 8804,” “EBECRYL 8807,” and “EBECRYL 280/15IB.”
  • urethane (meth)acrylates examples include trifunctional urethane (meth)acrylates such as "EBECRYL 220,” “KRM8200,” “KRM8200AE,” “EBECRYL 5129,” “EBECRYL 8210,” “EBECRYL 8301,” “KRM8452,” “EBECRYL 8405,” “EBECRYL 1290k,” and “KRM7804” (all manufactured by Daicel-Allnex Corporation).
  • cationically polymerizable compounds include polymerizable compounds having cationically polymerizable groups such as epoxy groups and oxetane groups.
  • a curing agent e.g., polyol, acid anhydride, polyamine, etc.
  • a curing agent e.g., polyol, acid anhydride, polyamine, etc.
  • the polymerizable compound can be appropriately selected in consideration of the characteristics of the self-written optical waveguide to be formed, the viscosity of the polymerizable compound, the compatibility between the polymerizable compounds, and the reactivity of the polymerizable compound.
  • the present composition preferably contains two or more types of (meth)acrylates as polymerizable compounds, more preferably contains at least one (meth)acrylate having a hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group, and at least one urethane (meth)acrylate, and even more preferably contains at least one monofunctional (meth)acrylate having at least one hydrocarbon group or an alkylene oxide adduct of a hydrocarbon group, and at least one polyfunctional urethane (meth)acrylate.
  • Preferred embodiments of the monofunctional (meth)acrylate and the polyfunctional urethane (meth)acrylate are as described above.
  • the refractive index of the polymerizable compound tends to be smaller, it is preferable that none of the polymerizable compounds contain a thio(meth)acrylate group. Furthermore, for the above reasons, it is preferable that none of the polymerizable compounds contain sulfur atoms or halogen atoms.
  • the polymerizable compound may be any of a polymer, an oligomer, and a low molecular weight compound.
  • the molecular weight of the polymerizable compound is not particularly limited, but is preferably 100 to 50,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the viscosity of the polymerizable compound at 25° C. is preferably 500 to 100,000 mPa s, and more preferably 1,000 to 20,000 mPa s.
  • the viscosity of the compound, composition, etc. is the viscosity measured when the target object is measured at 25° C. using an E-type viscometer (for example, "RE-85" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • the two or more polymerizable compounds contained in the composition preferably include at least a combination of two polymerizable compounds having different refractive indices.
  • the composition preferably includes at least a first polymerizable compound and a second polymerizable compound, and the refractive index of the first polymerizable compound is preferably different from the refractive index of the second polymerizable compound.
  • a self-written optical waveguide consisting of a core portion with a high refractive index and a solid clad portion with a low refractive index that is disposed around the core portion can be more easily produced using the present composition.
  • the difference in refractive index between one polymerizable compound and the other polymerizable compound is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 or more.
  • the upper limit of the difference in refractive index is not particularly limited and may be, for example, 0.5 or less.
  • the refractive index of a compound, member, etc. means the refractive index at the wavelength of light guided by an optical waveguide formed using the present composition.
  • the refractive index of a polymerizable compound means the refractive index of a cured product obtained by curing the polymerizable compound alone.
  • the refractive index of the polymerizable compound in question is measured using an Abbe refractometer.
  • the refractive index of a polymerizable compound can be adjusted by the structure of the polymerizable compound. More specifically, if the polymerizable compound has few fused ring structures and a structure that does not contain sulfur molecules, the refractive index of the polymerizable compound tends to be smaller.
  • the two or more polymerizable compounds contained in the composition preferably include at least a combination of two polymerizable compounds having different reactivities.
  • the composition preferably includes at least a first polymerizable compound and a second polymerizable compound, and the reactivity of the first polymerizable compound is preferably different from the reactivity of the second polymerizable compound.
  • the present composition contains a combination of two polymerizable compounds with different reactivities, the polymerizable compounds with higher reactivity aggregate during core formation, making it easier to form the core, and as a result, it becomes easier to form a self-written optical waveguide using the present composition.
  • An example of a combination of two polymerizable compounds with different reactivities is a combination of two polymerizable compounds with different numbers of polymerizable groups in one molecule that have the same polymerization mechanism. It is presumed that the fewer the number of polymerizable groups in one molecule of a polymerizable compound, the higher the reactivity tends to be. In other words, it is preferable that the two or more polymerizable compounds contained in the present composition at least include a combination of two polymerizable compounds with different numbers of polymerizable groups in one molecule that have the same polymerization mechanism.
  • the number of polymerizable groups in each polymerizable compound is not particularly limited, but the number of polymerizable groups in one of the polymerizable compounds is, for example, 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1, and the number of polymerizable groups in the other compound is, for example, 2 to 5, preferably 2 or 3, and more preferably 2.
  • Another example of a combination of two polymerizable compounds with different reactivities is a combination of two polymerizable compounds with different molecular weights. It is presumed that the higher the molecular weight, the more difficult it is to diffuse within the composition, and the lower the reactivity.
  • the difference in molecular weight between the two polymerizable compounds is not particularly limited, but is preferably at least 100, more preferably at least 200, and even more preferably at least 500.
  • the upper limit of the difference in molecular weight is not particularly limited, and may be, for example, 100,000 or less.
  • the molecular weight of each polymerizable compound in a combination of two polymerizable compounds having different molecular weights is not particularly limited, but the molecular weight of one polymerizable compound is, for example, 100 to 1,000, preferably 150 to 800, and more preferably 200 to 500, and the molecular weight of the other polymerizable compound is, for example, 500 to 10,000, preferably 800 to 5,000, and more preferably 1,000 to 3,000.
  • the two or more polymerizable compounds contained in the composition include at least a combination of two polymerizable compounds having different refractive indices and different reactivities.
  • the composition includes at least a first polymerizable compound and a second polymerizable compound, and that the refractive index of the first polymerizable compound is different from the refractive index of the second polymerizable compound and the reactivity of the first polymerizable compound is different from the reactivity of the second polymerizable compound.
  • a self-written optical waveguide is designed in which the refractive index of the core is higher than that of the cladding
  • a combination of two polymerizable compounds is used in which the refractive index of the more reactive polymerizable compound is higher than that of the less reactive polymerizable compound.
  • the refractive index of the polymerizable compound with higher reactivity is higher than that of the polymerizable compound with lower reactivity, in that this makes it easier to form an all-solid-state self-forming optical waveguide having a core portion with a high refractive index and a clad portion with a low refractive index.
  • the difference in refractive index between the two polymerizable compounds is more preferably within the above-mentioned range, and the differences in the number of functional groups and molecular weight between the two polymerizable compounds are more preferably within the above-mentioned ranges.
  • the Hansen solubility parameter distance ( ⁇ HSP) between the two polymerizable compounds is preferably 7 MPa 0.5 or less, more preferably 4 MPa 0.5 or less.
  • the lower limit is not particularly limited, and may be 0 MPa 0.5 or more.
  • the present composition contains three or more polymerizable compounds, it is preferable that the ⁇ HSP of two polymerizable compounds selected from the three or more polymerizable compounds both be within the above range.
  • Hansen solubility parameters are the solubility of a substance divided into three components (dispersion term ⁇ D, polar term ⁇ P, and hydrogen bond term ⁇ H) and expressed in a three-dimensional space.
  • dDa, dPa, and dHa are the dispersion term, polarization term, and hydrogen bond term of one of the two polymerizable compounds, respectively
  • dDb, dPb, and dHb are the dispersion term, polarization term, and hydrogen bond term of the other polymerizable compound.
  • Hansen solubility parameters of each compound are described in Charles M. Hansen, Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRC Press, 2007). Furthermore, by using the computer software Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP), the Hansen solubility parameters of compounds for which literature values are not known can be easily estimated from their chemical structures. In this specification, the Hansen solubility parameters used are values calculated from the Y-MB method using HSPiP (ver. 5).
  • the content of two or more polymerizable compounds in the composition is appropriately selected depending on the structure of the self-forming optical waveguide to be formed.
  • the content of one polymerizable compound may be, for example, 1 to 99 mass %, and preferably 5 to 95 mass %, based on the total mass of the composition.
  • the total content of the two or more polymerizable compounds in the present composition may be, for example, 1 to 99% by mass, and preferably 5 to 95% by mass, based on the total mass of the present composition.
  • the composition preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator contained in the present composition is preferably a photopolymerization initiator, and more preferably a photopolymerization initiator that generates radicals or acids upon irradiation with ultraviolet or visible light.
  • the photopolymerization initiator various photosensitive compounds can be used.
  • the type of photopolymerization initiator is appropriately selected depending on the type of polymerizable compound contained in the composition, the wavelength of light irradiated when forming the optical waveguide, and other factors.
  • photopolymerization initiator examples include acylphosphine oxide initiators, oxyphenylacetic acid ester initiators, benzoylformic acid initiators, and hydroxyphenyl ketone initiators. More specific examples of the photopolymerization initiator include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propanone, 2-hydroxy-1- ⁇ 4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]phenyl ⁇ -2-methyl-1-propanone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester, methyl benzoyl
  • the polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more kinds. However, the process can be simplified by curing two or more different polymerizable compounds at the same wavelength.
  • the content of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 10 mass %, and more preferably 0.2 to 5 mass %, relative to the total mass of the composition.
  • the content of the polymerization initiator is equal to or greater than the above-mentioned lower limit, the reactivity during self-formation of the optical waveguide is improved, and when the content of the polymerization initiator is equal to or less than the above-mentioned upper limit, coloration of the optical waveguide is further suppressed.
  • the viscosity of the present composition at 25° C. is preferably 500 to 100,000 mPa ⁇ s, and more preferably 1,000 to 20,000 mPa ⁇ s, in terms of better handleability.
  • the viscosity of the present composition can be adjusted by selecting the type of polymerizable compound.
  • composition can be prepared by mixing a polymerizable compound, a polymerization initiator, and various additives that are added as needed.
  • this composition is used to manufacture self-written optical waveguides, and by using this composition, it is possible to form self-written optical waveguides with high connection efficiency.
  • a self-written optical waveguide can be formed, for example, by preparing an optical element and the present composition placed in close proximity to the optical element, and then irradiating the composition with light from the optical element to cure it. Specific embodiments of the method for manufacturing a self-written optical waveguide will be described below.
  • the method for manufacturing a self-forming optical waveguide according to the first embodiment includes a preparation step of preparing an optical element and a self-forming optical waveguide composition arranged in the vicinity of the optical element, a core portion formation step of irradiating light from the optical element to harden the self-forming optical waveguide composition to form a core portion, and a cladding portion formation step of exposing unhardened components in the self-forming optical waveguide composition to form a cladding portion, thereby forming a self-forming optical waveguide including a core portion and a cladding portion.
  • a self-forming optical waveguide composition containing two or more polymerizable compounds and a photopolymerization initiator is used.
  • composition 1 contains a polymerizable compound A that has a relatively high reactivity and a relatively high refractive index, and a polymerizable compound B that has a relatively low reactivity and a relatively low refractive index.
  • one end 20A of the optical fiber 20 is brought into contact with the composition 1.
  • the composition 1 may be filled into the transparent container 10, and then the optical fiber 20 may be placed so that the end 20A is in contact with the composition 1, or the optical fiber 20 may be placed so that the end 20A is located within the transparent container 10, and then the composition 1 may be filled into the transparent container 10.
  • irradiating light L (e.g., UV light) transmitted from a light source (not shown) through optical fiber 20 and emitted from end 20A irradiates composition 1, selectively polymerizing (curing) a large amount of polymerizable compound A, which has high reactivity and a high refractive index, contained in composition 1.
  • an optical waveguide (core 2) is gradually formed within composition 1 from end 20A along the optical axis of irradiating light L at end 20A.
  • the refractive index of the formed core 2 is higher than that of uncured polymerizable compound B, the light irradiated from optical fiber 20 is concentrated on the tip of core 2, causing core 2 to gradually extend linearly from end 20A. Meanwhile, as polymerization of polymerizable compound A and formation of core 2 progress, uncured polymerizable compound B, which has fluidity, is expelled from core 2. Eventually, core 2 is formed within composition 1, penetrating from end 20A to the opposite end face, and the formed core 2 is surrounded by uncured composition 1.
  • a lamp 30 (the same light source as in the core formation process) is used to irradiate composition 1 from around it with light (e.g., UV light) that polymerizes (cures) composition 1, thereby exposing composition 1 and polymerizing (curing) any uncured polymerizable compound B.
  • the method for manufacturing a self-forming optical waveguide according to the second embodiment includes a preparation step of preparing a first optical element, a second optical element, and a self-forming optical waveguide composition disposed between the first optical element and the second optical element; a core portion formation step of irradiating light from at least one of the first optical element and the second optical element to harden the self-forming optical waveguide composition and form a core portion; and a cladding portion formation step of exposing unhardened components in the self-forming optical waveguide composition to form a cladding portion, thereby forming a self-forming optical waveguide comprising a core portion and a cladding portion.
  • a self-forming optical waveguide composition containing polymerizable compounds A and B and a photopolymerization initiator is used
  • FIGS. 2A to 2D are schematic diagrams for explaining a method for manufacturing a self-written optical waveguide according to this embodiment.
  • the self-written optical waveguide manufacturing apparatus 110 shown in FIGS. 2A to 2D includes a transparent container 10, a first optical fiber 21, a second optical fiber 22, and a lamp 30.
  • one end 21A of the first optical fiber 21 and one end 22A of the second optical fiber 22 are brought into contact with the composition 1.
  • the composition 1 may be filled into the transparent container 10, and then the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22 may be placed so that the ends 21A and 22A are in contact with the composition 1, or the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22 may be placed so that the ends 20A are located within the transparent container 10, and then the composition 1 may be filled into the transparent container 10.
  • the light is irradiated onto the composition 1 from at least one of the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22, selectively polymerizing (curing) a large amount of the polymerizable compound A contained in the composition 1, which has high reactivity and a high refractive index, to form an optical waveguide (core 2) inside the composition 1.
  • the light irradiated to form the core 2 may be emitted from only one of the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22, or may be emitted from both the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22.
  • FIG. 2B shows an example in which the composition 1 is irradiated with the irradiation light L1 from only the first optical fiber 21 to form the core portion 2.
  • irradiation light L1 transmitted from a light source (not shown) through a first optical fiber 21 is irradiated onto the composition 1 from the end 21A, selectively polymerizing (curing) a large amount of the polymerizable compound A contained in the composition 1, which has high reactivity and a high refractive index.
  • a core portion 2 is formed along the optical axis of the irradiation light L1 at the end 21A.
  • the core portion 2 is formed inside the composition 1 so as to penetrate from the end 21A to the end 22A located on the opposite side, and the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22 are optically connected by the core portion 2.
  • the formed core portion 2 is surrounded by uncured composition 1.
  • the composition 1 is exposed to light using a lamp 30 (the same light source as in the core formation step) to polymerize (cure) the uncured polymerizable compound B in the cladding formation step (see FIG. 1C ).
  • the cladding 3 is formed around the core 2, and an all-solid-state self-written optical waveguide 4 consisting of the core 2 and the cladding 3 is formed.
  • 2C and 2D show an example in which the composition 1 is irradiated with the irradiation light L from both the first optical fiber 21 and the second optical fiber 22 to form the core portion 2.
  • the composition 1 is irradiated with irradiation light L1 from the end 21A of the first optical fiber 21, and with irradiation light L2 from the end 22A of the second optical fiber 22.
  • a core portion 2 is formed along the optical axes of the irradiation light L1 and L2 from both the end 21A and the end 22A. 2C , the extending directions of the two core portions 2 may be misaligned.
  • a cladding formation step is performed in which the composition 1 is exposed to light using a lamp 30 (the same light source as in the core formation step) to polymerize (cure) the uncured polymerizable compound B.
  • a lamp 30 the same light source as in the core formation step
  • a cladding 3 is formed around the core 2, and an all-solid-state self-written optical waveguide 4 consisting of the core 2 and the cladding 3 is formed.
  • the wavelength of the light irradiated to the composition in the core part forming step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the composition of the composition including the photopolymerization initiator, etc.
  • Examples of the wavelength of the light irradiated in the core part forming step include UV light, visible light, and IR light.
  • the wavelength of the light irradiated onto the uncured component of the composition in the cladding portion-forming step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the composition of the composition including the polymerizable compound and the photopolymerization initiator, but it is preferable to use the same light source as in the core portion-forming step.
  • Examples of wavelengths of the light irradiated in the cladding portion-forming step include UV light, visible light, and IR light.
  • the wavelength of the irradiated light in the core forming step is the same as the wavelength of the irradiated light in the cladding forming step.
  • the optical element used to irradiate the composition with light can be any optical component that can be placed in close proximity to the composition and emit light.
  • optical elements include the optical fiber mentioned above, as well as optical waveguides, semiconductor lasers, light-emitting diodes, photodiodes, and lenses.
  • the self-written optical waveguide manufactured using this composition may have a branched structure.
  • the composition may be irradiated with light from a direction intersecting the direction in which the cores extend, and the cores may be connected to each other near the positions where the irradiated light intersects, thereby forming cores with a branched structure.
  • the self-written optical waveguide according to the present invention is a self-written optical waveguide manufactured using the present composition.
  • the self-forming optical waveguide is preferably an all-solid-state self-forming optical waveguide, including a core portion containing a larger amount of a cured polymerizable compound having a relatively high reactivity and a relatively high refractive index, and a clad portion containing a larger amount of a cured polymerizable compound having a relatively low reactivity and a relatively low refractive index.
  • the method for producing a self-written optical waveguide has already been explained, but the self-written optical waveguide according to the present invention may be produced by a production method other than the above-mentioned method, as long as it is produced using the present composition.
  • the difference between the refractive index of the core and the refractive index of the cladding is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and even more preferably 0.02 or more. There is no particular upper limit, and it may be 0.5 or less.
  • the optical waveguide of the present invention is formed by self-forming (self-organization) and has high connection efficiency, making it useful as an optical waveguide for various optical devices, and particularly useful as an optical coupler for connecting multiple optical elements.
  • Composition X-1 was obtained by mixing A-LEN-10 (ethoxylated o-phenylphenol acrylate manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), EBECRYL (registered trademark) 270 (urethane diacrylate manufactured by Daicel-Allnex Corporation), and phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide as a photopolymerization initiator in a mass ratio of 50:50:1.
  • A-LEN-10 ethoxylated o-phenylphenol acrylate manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
  • EBECRYL registered trademark
  • phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide as a photopolymerization initiator in a mass ratio of 50:50:1.
  • compositions X-2 and X-3 were prepared according to the procedure described in Example 1, except that the compound shown in the Monomer B column of Table 1 was used in place of EBECRYL270.
  • Composition X-4 was prepared according to the procedure described in Example 1, except that the compound shown in the Monomer A column of Table 1 was used in place of A-LEN-10.
  • the compounds used in preparing compositions X-2 to X-4 are as follows: "EBECRYL230": urethane diacrylate manufactured by Daicel Allnex Co., Ltd.
  • EBECRYL8402 urethane diacrylate manufactured by Daicel Allnex Co., Ltd.
  • NMT-A Phenylmethyl acrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • Table 1 shows the physical properties of the compounds used as Monomer A or Monomer B.
  • composition X-1 filled in the tube was irradiated with UV light (light source: metal halide lamp) at 200 mW/ cm2 from the side of the tube for 1 minute.
  • Table 2 shows the evaluation results of the self-written optical waveguide fabrication tests conducted using each example composition.

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Abstract

本発明は、自己形成光導波路の形成が容易な自己形成光導波路用組成物の提供を課題とする。また、本発明は、自己形成光導波路、及び、自己形成光導波路の製造方法の提供も課題とする。　本発明の自己形成光導波路用組成物は、２種以上の重合性化合物を含み、前記２種以上の重合性化合物の重合機構が同じである、組成物である。

Description

自己形成光導波路用組成物、自己形成光導波路、自己形成光導波路の製造方法
　本発明は、自己形成光導波路用組成物、自己形成光導波路、及び、光導波路の製造方法に関する。
　光技術を利用した光通信、光情報処理、電子機器、及び、光学機器等の分野において、各種光デバイスの接続に用いられる光導波路の開発が進められている。各種光デバイスを光導波路によって光学的に接続するためには、極めて高い精度で光軸の位置を合わせる必要がある。このような位置合わせ作業は、従来、手作業又は高精度な設備等を用いて行われていたが、工数及び時間がかかることが課題であった。
　その観点から、光硬化性樹脂から光導波路のコアを自己形成して光導波路を製造する自己形成光導波路の技術が検討されている。自己形成光導波路は、例えば、光ファイバ等の端部を光硬化性樹脂に浸漬し、その光ファイバ等から光硬化性樹脂に光を入射して光硬化性樹脂を徐々に硬化させることで、光ファイバ等の端部に自己形成光導波路を形成できる。
　例えば、特許文献１には、ＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレートと、光重合開始剤とを含む組成物を、自己形成光導波路のコアを光硬化させるための材料とする自己形成光導波路のコア形成用組成物、並びに、当該コア形成用組成物を光硬化させた硬化物をコアとする自己形成光導波路が記載されている（請求項１、請求項１５等参照）。
特開２０１１－０３４０５４号公報
　本発明者らは、特許文献１に記載された自己形成光導波路用組成物を用いて自己形成光導波路の形成を試みたところ、コア部の形成後、コア部の周囲の未硬化成分を取り除く工程が煩雑であり、改善の余地があることを知見した。
　本発明は、自己形成光導波路の形成が容易な自己形成光導波路用組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、自己形成光導波路、及び、自己形成光導波路の製造方法を提供することも課題とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
〔１〕
　２種以上の重合性化合物を含み、上記２種以上の重合性化合物の重合機構が同じである、自己形成光導波路用組成物。
〔２〕
　上記重合機構が、ラジカル重合、カチオン重合及びアニオン重合から選ばれる少なくとも１つである、〔１〕に記載の自己形成光導波路用組成物。
〔３〕
　上記２種以上の重合性化合物が、屈折率の差が０．０５以上である２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含む、〔１〕又は〔２〕に記載の自己形成光導波路用組成物。
〔４〕
　上記２種以上の重合性化合物が、１分子中に含まれる重合機構が同じ重合性基の数が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含む、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の自己形成光導波路用組成物。
〔５〕
　上記２種以上の重合性化合物がいずれも、チオ（メタ）アクリレート基を有しない、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の自己形成光導波路用組成物。
〔６〕
　上記自己形成光導波路用組成物の２５℃における粘度が、５００～１０００００ｍＰａ・ｓである、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の自己形成光導波路用組成物。
〔７〕
　〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の自己形成光導波路用組成物を用いて製造された、自己形成光導波路。
〔８〕
　〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の自己形成光導波路用組成物を用いて自己形成光導波路を製造する方法であって、第１光学素子、第２光学素子、並びに、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の間に配置された上記自己形成光導波路用組成物とを準備する工程と、上記第１光学素子及び上記第２光学素子の少なくとも一方から光を照射して、上記自己形成光導波路用組成物を硬化させて、コア部を形成する工程と、上記自己形成光導波路用組成物中の未硬化成分に対して露光処理を行い、クラッド部を形成して、上記コア部及び上記クラッド部とを含む自己形成光導波路を形成する工程と、を有する方法。
　本発明によれば、自己形成光導波路の形成が容易な自己形成光導波路用組成物を提供できる。また、本発明によれば、自己形成光導波路、及び、自己形成光導波路の製造方法を提供できる。
自己形成光導波路の作製方法の一例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の一例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の一例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の他の例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の他の例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の他の例を示す模式図である。 自己形成光導波路の作製方法の他の例を示す模式図である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
　各図面においては、視認及び説明をより容易にするため、構成要素の縮尺は実際のものとは異なっている場合がある。
　本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
　本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
　本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。ここで、各成分について２種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
　本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」を表す表記であり、「（メタ）アクリル」は、「アクリル」又は「メタクリル」を表す表記であり、「（メタ）アクリロイル」は、「アクリロイル」又は「メタクリロイル」を表す表記である。
　本明細書において、数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリスチレンを標準物質としてサイズ排除クロマトグラフィー（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）で測定される値である。
　本明細書において、「直交」又は「垂直」とは、９０°±５°の範囲を意味するものとし、「平行」とは、０°±５°の範囲を意味するものとする。同様に、角度については、特に記載が無ければ、厳密な角度との差異が５度以内の範囲内であることを意味する。上記の角度の差異は、４度以内が好ましく、３度以内がより好ましい。
　本明細書において、可視光は、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０～７８０ｎｍの波長領域の光である。紫外光（ＵＶ）は１０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満の波長領域の光であり、赤外光（ＩＲ）は７８０ｎｍを超える波長領域の光である。
［自己形成光導波路用組成物］
　本発明に係る自己形成光導波路用組成物（以下、「本組成物」ともいう。）は、２種以上の重合性化合物を含み、２種以上の重合性化合物の重合機構が同じである、自己形成光導波路用組成物である。
　本組成物を用いることにより、容易に自己形成光導波路を形成できる。
　反応性化合物を含む組成物を用いて自己形成（自己組織化）により光導波路を形成する際、タクトタイムの観点から、工数が少ない工程であることが望まれる。特許文献１に記載の方法では、コア部の形成後、コア部の周囲にある未硬化成分を一度除去し、再度、コア部の周囲にクラッド組成物を充填する必要があるため、工程が煩雑である。また、コア部とクラッド部を異なる光源で露光する必要がある場合、製造装置及び組成物の構成が複雑になり工程管理に影響が出る場合がある。
　それに対して、本発明者らは、２種以上の重合性組成物を含み、それらの重合性化合物の重合機構が同じであることにより、同じ光源で硬化可能な組成物とすることで、より簡易的に自己形成光導波路を形成できることを見出し、本発明を完成させた。
　以下、本組成物の構成等についてより詳しく説明する。
　本組成物は、２種以上の重合性化合物を含む。
　本組成物は、重合性化合物以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、重合開始剤、及び、必要に応じて添加する各種添加剤が挙げられる。
（重合性化合物）
　本組成物は、重合機構が同じである２種以上の重合性化合物を含む。
　本明細書において、種類が異なる重合性化合物について「重合機構が同じである」とは、それぞれの重合性化合物が、重合機構が互いに同じである重合性基、即ち、反応により生じる活性種が互いに同じである重合性基を有することを意味する。例えば、本組成物に含まれる第１の重合性化合物及び第２の重合性化合物がいずれも、反応により成長活性種としてラジカルを生じるラジカル重合性基を有する場合、第１の重合性化合物と第２の重合性化合物とは、重合機構が同じである関係にあると言える。
　また、複数の重合性化合物について「種類が異なる」とは、それぞれの重合性化合物の構造のうち、上記の同じ重合性基以外の構造の少なくとも一部が互いに異なることを意味する。
　以下、特に言及する場合を除き、「重合性化合物」との表記は、その化合物が、上記の重合機構が同じである２種以上の重合性化合物の規定に該当する化合物であることを意味する。
　２種以上の重合性化合物における同じ重合機構としては、成長活性種が同じ重合機構であればよく、例えば、ラジカル重合、カチオン重合及びアニオン重合が挙げられ、ラジカル重合又はカチオン重合が好ましく、ラジカル重合がより好ましい。
　２種以上の重合性化合物が有する同じ重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基、カチオン重合性基及びアニオン重合性基が挙げられる。重合性化合物は、上記の同じ重合性基として、ラジカル重合性基又はカチオン重合性基を有することが好ましく、ラジカル重合性基を有することがより好ましい。
　すなわち、重合性化合物は、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物及びアニオン重合性化合物のいずれであってもよく、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物であることが好ましく、ラジカル重合性化合物であることがより好ましい。
　重合性化合物が有する重合性基の数は特に制限されず、重合性化合物は、重合性基を１個有する単官能重合性化合物であってもよく、重合性基を２個以上有する多官能重合性化合物であってもよい。
　多官能重合性化合物が有する重合性基の数は、２～６個が好ましく、２～４個がより好ましく、２又は３個が更に好ましい。
　また、重合性化合物は、本組成物に含まれる他の種の重合性化合物と重合機構が同じ重合性基に加えて、他種の重合性化合物と重合機構が異なる重合性基を有していてもよい。重合性化合物は、本組成物に含まれる他の種の重合性化合物と重合機構が同じ重合性基のみを有することが好ましい。
　ラジカル重合性化合物としては、例えば、ビニル基、（メタ）アクリロイル基、スチリル基及びマレイミド基等のエチレン性不飽和基を少なくとも１つ有する重合性化合物（エチレン性不飽和化合物）が挙げられる。
　（メタ）アクリロイル基を有する重合性化合物（以下、「（メタ）アクリレート」ともいう。）としては、炭化水素基又は炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物を有する（メタ）アクリレート（好ましくはフェニルフェノール基又はフェノキシ基を有するフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート）、ウレタン構造を有するウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ構造を含むエポキシ（メタ）アクリレート、及び、フルオレン等の複素環構造を含む（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
　炭化水素基又は炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物を有する（メタ）アクリレートは、単官能（メタ）アクリレート及び多官能（メタ）アクリレートのいずれであってもよく、単官能（メタ）アクリレートが好ましい。
　上記炭化水素基としては、例えば脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が挙げられる。
　脂肪族炭化水素基としては、例えば炭素原子数１～４０の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素原子数３～４０の直鎖状又は分岐状アルケニル基が挙げられる。
　脂環式炭化水素基としては、例えば炭素原子数３～３０の単環式又は多環式のシクロアルキル基が挙げられる。
　芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチル基及びビフェニル基が挙げられる。
　炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、上記炭化水素基のエチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、及び、ブチレンオキサイド付加物が挙げられる。
　単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、ｉ－プロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｉ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ｎ－アミル（メタ）アクリレート、ｉ－アミル（メタ）アクリレート、ｔ－アミル（メタ）アクリレート、ネオペンチル（メタ）アクリレート、ｎ－ヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ノナデシル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、テトラコシル（メタ）アクリレート、２－デシルテトラデシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メンチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、及び、ベンジル（メタ）アクリレートが挙げられる。
　多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡポリエトキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡポリプロポキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦポリエトキシジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル（メタ）アクリレート、トリス（２ーヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ（メタ）アクリレート、及び、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレートが挙げられる。
　炭化水素基又は炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物を有する（メタ）アクリレートとしては、上記炭化水素基が脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基である（メタ）アクリレートが好ましく、上記炭化水素基が芳香族炭化水素基である（メタ）アクリレートがより好ましい。
　中でも、フェニルフェノール基又はフェノキシ基を有するフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレートが更に好ましく、下記式（１）で表されるエトキシ化－ｏ－フェニルフェノールアクリレートが特に好ましい。
　式（１）中、ｎは１～５の整数を表す。
　ウレタン構造を有するウレタン（メタ）アクリレートは、分子中に、ウレタン構造（ウレタン結合）と、少なくとも１つの（メタ）アクリロイル基を有する化合物である。
　ウレタン（メタ）アクリレートとしては、脂肪族ウレタン（メタ）アクリレート及び芳香族ウレタン（メタ）アクリレート等の公知のウレタン（メタ）アクリレートが挙げられる。
　ウレタン（メタ）アクリレートは、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタン（メタ）アクリレートが好ましい。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートは、アクリロイル基又はメタクリロイル基のいずれか一方のみを有してもよいし、アクリロイル基とメタクリロイル基の両方を有してもよい。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートが分子中に有する（メタ）アクリロイル基の数は、２個以上であればよく、２～６個が好ましく、２～４個がより好ましく、２個又は３個が更に好ましい。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートの重量平均分子量（Ｍｗ）は、５００～１００００が好ましく、５００～７０００がより好ましく、５００～５０００が更に好ましい。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートは、公知の方法により製造でき、例えば、ポリオール（Ｘ）と、ポリイソシアネート（Ｙ）と、ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）とを反応させることにより、又は、ポリイソシアネート（Ｙ）と、ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）とを反応させることによって、得られる。
　ポリオール（Ｘ）は、分子中に２個以上のヒドロキシ基を有する化合物である。ポリオール（Ｘ）は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　ポリオール（Ｘ）としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシＣ２－４アルキレングリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等）、ビスフェノールＡ及びそのアルキレンオキサイド付加体、ビスフェノールＦ及びそのアルキレンオキサイド付加体、水素化ビスフェノールＡ及びそのアルキレンオキサイド付加体、水素化ビスフェノールＦ及びそのアルキレンオキサイド付加体、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、イソソルバイド、キシレングリコール、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等のジオール；グリセリン、１，１，１－トリス（ヒドロキシメチル）プロパン、Ｄ－ソルビトール、キシリトール、Ｄ－マンニトール、Ｄ－マンニット、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコンポリオール、フッ素ポリオール、並びに、ポリオレフィンポリオール等の分子中に３個以上のヒドロキシ基を有するポリオールが挙げられる。
　ポリイソシアネート（Ｙ）は、分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物である。ポリイソシアネート（Ｙ）は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　ポリイソシアネート（Ｙ）としては、例えば、１，６－ヘキサンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート；ビウレット、アダクト、ヌレート化合物（１，６－ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート化合物、２，６－ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート化合物等）等のジイソシアネートの三量体が挙げられる。
　ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）は、分子中に、１個以上（より好ましくは１個）のヒドロキシ基と、１個以上（より好ましくは１個）の（メタ）アクリロイル基とを有する化合物である。ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）としては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノール（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルジアクリレート等のエポキシ（メタ）アクリレート及びそれらを水添したものが挙げられる。
　上記ポリオール（Ｘ）、ポリイソシアネート（Ｙ）、及び、ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート（Ｚ）を反応させて多官能ウレタン（メタ）アクリレートを生成する方法については、特開平７－１５７５３１号公報、特開２０００－９５８３７号公報、特開２００２－１４５９３６号公報、及び、特開２０１１－５２２２７号公報に記載された方法等の公知の方法が適用できる。上記公報に記載された内容は、本明細書において参照される。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートとしては、中でも、ポリオール（Ｘ）に由来する構成単位として、ポリオキシＣ２－４アルキレングリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等）に由来する構成単位を少なくとも含むものが好ましい。このような多官能ウレタン（メタ）アクリレートとしては、例えば、商品名「ＥＢＥＣＲＹＬ　２３０」及び「ＥＢＥＣＲＹＬ　２７０」が挙げられる。
　多官能ウレタン（メタ）アクリレートとしては市販品も使用できる。多官能ウレタン（メタ）アクリレートの市販品としては、例えば、商品名「ＥＢＥＣＲＹＬ　２１０」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２１５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　６２０２」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２３０」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２４４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２４５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２７０」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２８０／１５ＩＢ」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２００２」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８３０７」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８４１１」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８８０４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８８０７」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　９２２７ＥＡ」、「ＫＲＭ７７３５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２８４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２８５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　４８３５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　４８５８」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　４８８３」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　６７００」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８４０２」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　９２７０」（以上、ダイセル・オルネクス株式会社製）、商品名「ＵＸ－２２０１」、「ＵＸ－８１０１」（以上、日本化薬株式会社製）、商品名「ＵＦ－８００１」、「ＵＦ－８００３」、「ＵＸ－６１０１」、「ＵＸ－８１０１」（以上、共栄社化学株式会社製）等の２官能ウレタン（メタ）アクリレート（ウレタンジ（メタ）アクリレート）；商品名「ＥＢＥＣＲＹＬ　２０４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２０５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２５４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２６４」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２６５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　１２５９」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　９２６０」、「ＫＲＭ８２９６」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　２９４／２５　ＨＤ」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　４８２０」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８３１１」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８７０１」（以上、ダイセル・オルネクス株式会社製）等の３官能ウレタン（メタ）アクリレート；商品名「ＥＢＥＣＲＹＬ　２２０」、「ＫＲＭ８２００」、「ＫＲＭ８２００ＡＥ」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　５１２９」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８２１０」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８３０１」、「ＫＲＭ８４５２」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　８４０５」、「ＥＢＥＣＲＹＬ　１２９０ｋ」、「ＫＲＭ７８０４」（以上、ダイセル・オルネクス株式会社製）等の４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートが挙げられる。
　カチオン重合性化合物としては、例えば、エポキシ基及びオキセタン基等のカチオン重合性基を有する重合性化合物が挙げられる。本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物がカチオン重合性化合物である場合（２種以上の重合性化合物の重合機構がカチオン重合である場合）、カチオン重合性化合物と重合して、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂等の硬化物を形成するための硬化剤（例えば、ポリオール、酸無水物及びポリアミン等）を含むことが好ましい。
　重合性化合物は、形成される自己形成光導波路の特性、重合性化合物の粘度、重合性化合物同士の相溶性、並びに、重合性化合物の反応性等を鑑みて、適宜選択できる。
　中でも、本組成物は、重合性化合物として２種以上の（メタ）アクリレートを含むことが好ましく、少なくとも１つの炭化水素基又は炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物を有する（メタ）アクリレート、及び、少なくとも１つのウレタン（メタ）アクリレートを含むことがより好ましく、少なくとも１つの炭化水素基又は炭化水素基のアルキレンオキサイド付加物を有する単官能（メタ）アクリレート、及び、少なくとも１つの多官能ウレタン（メタ）アクリレートを含むことが更に好ましい。
　上記単官能（メタ）アクリレート及び上記多官能ウレタン（メタ）アクリレートの好ましい態様については、既に記載したとおりである。
　また、重合性化合物の屈折率がより小さくなる傾向にある点で、重合性化合物はいずれもチオ（メタ）アクリレート基を含まないことが好ましい。また、上記の点で、重合性化合物はいずれも硫黄原子及びハロゲン原子を含まないことが好ましい。
　重合性化合物は、ポリマー、オリゴマー及び低分子化合物のいずれであってもよい。重合性化合物の分子量は、特に制限されないが、１００～５００００が好ましい。重合性化合物が分子量分布を有する場合、重合性化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）が上記範囲にあることが好ましい。
　本組成物のハンドリング性が向上する点で、重合性化合物の２５℃における粘度は、５００～１０００００ｍＰａ・ｓが好ましく、１０００～２００００ｍＰａ・ｓがより好ましい。本明細書において、化合物及び組成物等の粘度は、Ｅ型粘度計（例えば、東機産業株式会社製「ＲＥ－８５」等）を用いて２５℃にて対象物を測定した際に測定される粘度である。
　本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物は、屈折率が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含むことが好ましい。換言すると、本組成物は、第１の重合性化合物及び第２の重合性化合物を少なくとも含み、第１の重合性化合物の屈折率が第２の重合性化合物の屈折率と異なることが、好ましい。
　屈折率が異なる重合性化合物の組合せが含まれるように、本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物を選択することにより、屈折率が高いコア部と、コア部の周囲に配置され、屈折率が低い固体のクラッド部とからなる自己形成光導波路が、本組成物を用いてより容易に製造できる。
　上記の屈折率が異なる２種の重合性化合物の組合せにおいて、一方の重合性化合物と他方の重合性化合物との屈折率の差は、０．０５以上が好ましく、０．１以上がより好ましい。屈折率の差の上限は特に制限されず、例えば０．５以下であってよい。
　本明細書において、化合物及び部材等の屈折率は、特に言及する場合を除いて、本組成物を用いて形成される光導波路により導波する光の波長における屈折率を意味する。重合性化合物の屈折率とは、重合性化合物を単独で硬化して得られる硬化物の屈折率を意味する。懸かる重合性化合物の屈折率は、アッベ屈折計により測定される。
　重合性化合物の屈折率は、重合性化合物の構造により調整できる。より具体的には、重合性化合物中の縮環構造が少なく、硫黄分子が含まれない構造であると、重合性化合物の屈折率がより小さくなる傾向にある。
　本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物は、反応性が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含むことが好ましい。換言すると、本組成物は、第１の重合性化合物及び第２の重合性化合物を少なくとも含み、第１の重合性化合物の反応性が第２の重合性化合物の反応性と異なることが、好ましい。
　本組成物に反応性が異なる２種の重合性化合物の組合せが存在する場合、コア部形成時に反応性が高い重合性化合物が集合するため、コア部がより形成し易くなり、結果として、本組成物を用いて行う自己形成光導波路の形成がより容易になる。
　反応性が異なる２種の重合性化合物の組合せとしては、例えば、１分子中に含まれる重合機構が同じ重合性基の数が異なる２種の重合性化合物の組合せが挙げられる。重合性化合物が１分子中に有する重合性基の数が少ないほど、反応性が高くなる傾向にあると推測される。即ち、本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物は、１分子中に含まれる重合機構が同じ重合性基の数が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含むことが好ましい。
　１分子中の重合性基の数が異なる２種の重合性化合物の組合せにおいて、それぞれの重合性化合物が有する重合性基の数は、特に制限されないが、一方の重合性基の数が、例えば１～３であり、１又は２が好ましく、１がより好ましく、また、他方の重合性基の数が、例えば２～５であり、２又は３が好ましく、２がより好ましい。
　反応性が異なる２種の重合性化合物の組合せの他の例としては、分子量が異なる２種の重合性化合物の組合せが挙げられる。分子量が大きいほど、組成物内において拡散しにくく、反応性が低くなる傾向にあると推測される。
　分子量が異なる２種の重合性化合物の組合せにおいて、２種の重合性化合物の分子量の差は、特に制限されないが、１００以上が好ましく、２００以上がより好ましく、５００以上が更に好ましい。上記の分子量の差の上限は、特に制限されず、例えば１０万以下であってよい。
　分子量が異なる２種の重合性化合物の組合せにおける各重合性化合物の分子量は、特に制限されないが、一方の重合性化合物の分子量については、例えば１００～１０００であり、１５０～８００が好ましく、２００～５００がより好ましく、また、他方の重合性化合物の分子量については、例えば５００～１００００であり、８００～５０００が好ましく、１０００～３０００がより好ましい。
　更に、本組成物に含まれる２種以上の重合性化合物は、屈折率が異なり、かつ、反応性が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含むことがより好ましい。換言すると、本組成物は、第１の重合性化合物及び第２の重合性化合物を少なくとも含み、第１の重合性化合物の屈折率が第２の重合性化合物の屈折率と異なり、かつ、第１の重合性化合物の反応性が第２の重合性化合物の反応性と異なることが、より好ましい。
　例えば、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率に比較してより高い自己形成光導波路が設計されている場合、反応性がより高い重合性化合物の屈折率が、反応性がより低い重合性化合物の屈折率に対して、より高くなる２種の重合性化合物の組合せが採用される。これにより、コア部形成時に、反応性が高い重合性化合物が集合してコア部が形成され、その後、コア部の周囲において反応性が低い重合性化合物が重合してクラッド部が形成されて、屈折率が高いコア部と屈折率が低いクラッド部とを備える自己形成光導波路が形成される。
　このように、２種以上の重合性化合物が、反応性が異なり、かつ、屈折率が異なる２種の重合性化合物の組合せを含むことにより、コア部の屈折率とクラッド部の屈折率に差がある自己形成光導波路の形成がより容易になる。
　上記の２種の重合性化合物の組合せとしては、屈折率が高いコア部と、屈折率が低いクラッド部とを備える全固体自己形成光導波路をより容易に形成できる点で、反応性がより高い重合性化合物の屈折率が、反応性がより低い重合性化合物の屈折率に対して、より高いことが好ましい。
　この場合の２種の重合性化合物の屈折率の差は、上記の範囲内であることがより好ましい。また、この場合の２種の重合性化合物の官能基の数及び分子量の差は、それぞれ、上記の範囲内であることがより好ましい。
　２種以上の重合性化合物について、相溶性が高い方が、自己形成光導波路において光を導波した際の散乱（光損失）の原因の１つである微細な相分離構造が発生しにくいため、好ましい。
　本組成物が２種の重合性化合物を含む場合、２種の重合性化合物のハンセン溶解度パラメータ距離（ΔＨＳＰ）は、７ＭＰａ０．５以下が好ましく、４ＭＰａ０．５以下がより好ましい。下限は特に制限されず、０ＭＰａ０．５以上であってよい。
　本組成物が３種以上の重合性化合物を含む場合、３種以上の重合性化合物から選択される２種の重合性化合物のΔＨＳＰがいずれも、上記範囲内であることが好ましい。
　ハンセン溶解度パラメータ（ＨＳＰ：Hansen solubility parameters）は、物質の溶解度を３つの成分（分散項δＤ，極性項δＰ，水素結合項δＨ）に分割し、３次元空間に表したものである。重合性化合物と特手化合物とのΔＨＳＰは、下記式から算出される。
　　ΔＨＳＰ＝（４×（ｄＤａ－ｄＤｂ）２＋（ｄＰａ－ｄＰｂ）２＋（ｄＨａ－ｄＨｂ）２）０．５
　上記式中、ｄＤａ、ｄＰａ及びｄＨａは、それぞれ、２種の重合性化合物のうち、一方の重合性化合物の分散項、分極項及び水素結合項であり、ｄＤｂ、ｄＰｂ及びｄＨｂは、他方の重合性化合物の分散項、分極項及び水素結合項である。
　各化合物のハンセン溶解度パラメータの定義と計算法は、Charles M.Hansen著、Hansen Solubility Parameters： A Users Handbook（ＣＲＣプレス，２００７年）に記載されている。また、コンピュータソフトウエアHansenSolubility Parameters in Practice（ＨＳＰｉＰ）を用いることにより、文献値等が知られていない化合物に関しても、その化学構造から簡便にハンセン溶解度パラメータを推算できる。
　本明細書では、ハンセン溶解度パラメータについては、ＨＳＰｉＰ（ｖｅｒ．５）を使用して、Ｙ－ＭＢ法から計算された値を使用する。
　本組成物において、２種以上の重合性化合物の含有量は、形成する自己形成光導波路の構造に応じて適宜選択される。１種の重合性化合物の含有量は、本組成物の全質量に対して、例えば１～９９質量％であってよく、５～９５質量％が好ましい。
　また、本組成物全体に対する、２種以上の重合性化合物の合計含有量は、本組成物の全質量に対して、例えば１～９９質量％であってよく、５～９５質量％が好ましい。
（重合開始剤）
　本組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
　本組成物に含まれる重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、紫外線又は可視光線の照射によりラジカル又は酸を発生する光重合開始剤がより好ましい。
　光重合開始剤としては、各種の感光性化合物を使用できる。
　光重合開始剤の種類は、本組成物に含まれる重合性化合物の種類、並びに、光導波路を形成する際に照射する光の波長等により適宜選択される。
　光重合開始剤としては、例えば、アシルホスフィンオキサイド系開始剤、オキシフェニル酢酸エステル系開始剤、ベンゾイルギ酸系開始剤、及び、ヒドロキシフェニルケトン系開始剤等が挙げられる。
　より具体的な光重合開始剤としては、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－１－プロパノン、１－［４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル］－２－ヒドロキシ－２－メチル－１－プロパノン、２－ヒドロキシ－１－｛４－［４－（２－ヒドロキシ－２－メチル－プロピオニル）－ベンジル］フェニル｝－２－メチル－１－プロパノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、オキシ－フェニル－酢酸２－［２－オキソ－２－フェニル－アセトキシ－エトキシ］－エチルエステル、オキシ－フェニル－酢酸２－［２－ヒドロキシ－エトキシ］－エチルエステル、ベンゾイルギ酸メチル、フェニルビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキサイド、２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド（ＴＰＯ）、２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィン酸エステルが挙げられる。
　重合開始剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよいが、２種以上の異なる重合性化合物が、同じ波長で硬化することにより、工程を簡略化できる。
　本組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、本組成物の全質量に対して、０．１～１０質量％が好ましく、０．２～５質量％がより好ましい。重合開始剤の含有量が上記下限値以上であると、光導波路の自己形成の際の反応性が向上し、重合開始剤の含有量が上記上限値以下であると、光導波路の着色がより抑制される。
　本組成物の２５℃における粘度は、ハンドリング性がより優れる点で、５００～１０００００ｍＰａ・ｓが好ましく、１０００～２００００ｍＰａ・ｓがより好ましい。
　本組成物の粘度は、重合性化合物の種類を選択することにより、調整できる。
　本組成物の調製方法は特に制限されず、例えば、重合性化合物、重合開始剤、及び、必要に応じて添加される各種添加剤を混合することにより、本組成物は調製される。
　上述の通り、本組成物は、自己形成光導波路の製造に用いられる組成物であり、本組成物を用いることにより、接続効率が高い自己形成光導波路を形成できる。
［自己形成光導波路の製造方法］
　自己形成光導波路は、例えば、光学素子と、光学素子に接近して配置された本組成物を準備した後、光学素子から光を照射して本組成物を硬化させることにより、形成できる。
　以下、自己形成光導波路の製造方法の具体的な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
　第１実施形態に係る自己形成光導波路の製造方法は、光学素子、及び、光学素子に近接して配置された自己形成光導波路用組成物とを準備する準備工程と、光学素子から光を照射して、自己形成光導波路用組成物を硬化させて、コア部を形成するコア部形成工程と、自己形成光導波路用組成物中の未硬化成分に対して露光処理を行い、クラッド部を形成して、コア部及びクラッド部を含む自己形成光導波路を形成するクラッド部形成工程と、を有する。
　ここで、本実施形態では、２種以上の重合性化合物及び光重合開始剤を含む自己形成光導波路用組成物が用いられる。
　以下、本実施形態について、図面を参照しながら更に具体的に説明する。
　図１Ａ～１Ｃは、本実施形態に係る自己形成光導波路の製造方法を説明するための概略図である。図１Ａ～１Ｃに示す自己形成光導波路の製造装置１００は、透明容器１０、光ファイバ２０（光学素子）、及び、ランプ３０（図１Ｃのみ）を備える。透明容器１０には、自己形成光導波路用組成物（組成物１）が保持される。また、以下の具体例では、組成物１は、反応性が相対的に高く、かつ、屈折率が相対的に高い重合性化合物Ａと、反応性が相対的に低く、かつ、屈折率が相対的に低い重合性化合物Ｂとを含むものとする。
　図１Ａの例では、準備工程として、光ファイバ２０の一方の端部２０Ａが組成物１と接触した状態にする。準備工程において、組成物１を透明容器１０に充填した後、端部２０Ａが組成物１に接触するように光ファイバ２０を設置してもよく、端部２０Ａが透明容器１０内に位置するように光ファイバ２０を設置した後、組成物１を透明容器１０に充填してもよい。
　コア部形成工程では、図示しない光源から光ファイバ２０を通して伝送され、端部２０Ａから出射した照射光Ｌ（例えばＵＶ光）を、組成物１に照射し、組成物１に含まれる反応性が高く、かつ、屈折率が高い重合性化合物Ａを選択的に多く重合（硬化）させる。これにより、図１Ｂに示すように、組成物１の内部において、端部２０Ａにおける照射光Ｌの光軸に沿って光導波路（コア部２）が端部２０Ａから徐々に形成される。このとき、形成されたコア部２の屈折率は未硬化の重合性化合物Ｂの屈折率より大きいため、光ファイバ２０から照射された光はコア部２の先端に集中的に照射され、その結果、コア部２は端部２０Ａから徐々に直線状に延びていく。その一方、重合性化合物Ａの重合及びコア部２の形成が進むにつれて、流動性を有する未硬化の重合性化合物Ｂは、コア部２から排除される。やがて、組成物１の内部において端部２０Ａからその反対側の端面まで貫通するようにコア部２が形成され、形成されたコア部２の周囲を未硬化の組成物１が包囲した状態となる。
　クラッド部形成工程では、図１Ｃに示すように、ランプ３０（コア部形成工程と同じ光源）を用いて、組成物１の周囲から組成物１が重合（硬化）する光（例えば、ＵＶ光）を照射して、組成物１に対して露光処理を行い、未硬化の重合性化合物Ｂを重合（硬化）させる。これにより、コア部２の周囲にクラッド部３が形成され、コア部２及びクラッド部３からなる全固体型の自己形成光導波路４が形成される。
＜第２実施形態＞
　自己形成光導波路の製造方法の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。第２実施形態について、第１実施形態と共通する構成及び作用等については、説明を省略する。
　第２実施形態に係る自己形成光導波路の製造方法は、第１光学素子、第２光学素子、及び、第１光学素子及び第２光学素子の間に配置された自己形成光導波路用組成物とを準備する準備工程と、第１光学素子及び第２光学素子の少なくとも一方から光を照射して、自己形成光導波路用組成物を硬化させて、コア部を形成するコア部形成工程と、自己形成光導波路用組成物中の未硬化成分に対して露光処理を行い、クラッド部を形成して、コア部及びクラッド部とを含む自己形成光導波路を形成するクラッド部形成工程と、を有する。
　本実施形態においても、重合性化合物Ａ及びＢ並びに光重合開始剤を含む自己形成光導波路用組成物が用いられる。
　図２Ａ～２Ｄは、本実施形態に係る自己形成光導波路の製造方法を説明するための概略図である。
　図２Ａ～２Ｄに示す自己形成光導波路の製造装置１１０は、透明容器１０、第１光ファイバ２１、第２光ファイバ２２、及び、ランプ３０を備える。
　図２Ａの例では、準備工程として、第１光ファイバ２１の一方の端部２１Ａ、及び、第２光ファイバ２２の一方の端部２２Ａが組成物１に接触した状態にする。準備工程において、組成物１を透明容器１０に充填した後、端部２１Ａ及び端部２２Ａが組成物１に接触するように第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２を設置してもよく、端部２０Ａが透明容器１０内に位置するように第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２を設置した後、組成物１を透明容器１０に充填してもよい。
　本実施形態のコア部形成工程では、第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２の少なくとも一方から照射光を組成物１に照射して、組成物１に含まれる反応性が高く、かつ、屈折率が高い重合性化合物Ａを選択的に多く重合（硬化）させ、組成物１の内部に光導波路（コア部２）を形成する。即ち、コア部２を形成するための照射光は、第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２のいずれか一方のみから出射してもよく、第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２の双方から出射してもよい。
　図２Ｂに、第１光ファイバ２１のみから照射光Ｌ１を組成物１に照射し、コア部２を形成する例を示す。
　この例では、図示しない光源から第１光ファイバ２１を通して伝送された照射光Ｌ１を端部２１Ａから組成物１に照射し、組成物１に含まれる反応性が高く、かつ、屈折率が高い重合性化合物Ａを選択的に多く重合（硬化）させている。これにより、端部２１Ａにおける照射光Ｌ１の光軸に沿ってコア部２が形成される。やがて、組成物１の内部において端部２１Ａからその反対側に配置されている端部２２Ａまで貫通するようにコア部２が形成され、第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２がコア部２により光学的に接続される。また、形成されたコア部２の周囲を未硬化の組成物１が包囲した状態となる。
　次いで、第１実施形態と同様に、ランプ３０（コア部形成工程と同じ光源）を用いて組成物１に対して露光処理を行い、未硬化の重合性化合物Ｂを重合（硬化）させるクラッド部形成工程を行う（図１Ｃ参照）。これにより、コア部２の周囲にクラッド部３が形成され、コア部２及びクラッド部３からなる全固体型の自己形成光導波路４が形成される。
　図２Ｃ及び２Ｄに、第１光ファイバ２１及び第２光ファイバ２２の双方から照射光Ｌを組成物１に照射し、コア部２を形成する例を示す。
　この例では、図示するように、組成物１に対して、第１光ファイバ２１の端部２１Ａから照射光Ｌ１が照射され、第２光ファイバ２２の端部２２Ａから照射光Ｌ２が照射される。これにより、端部２１Ａ及び端部２２Ａの双方から、照射光Ｌ１及びＬ２のそれぞれの光軸に沿って、コア部２が形成される。
　このとき、図２Ｃに示すように、双方のコア部２が延びる方向が互いにずれる場合がある。この場合であっても、双方のコア部２の先端が近づくにつれて、各先端からの照射光Ｌ１及びＬ２が重複して光の強度が強くなる領域が生じ、その領域において組成物１が優先的に硬化することで、結果として、双方のコア部２が連結し、第１光ファイバ２１の端部２１Ａと第２光ファイバ２２の端部２２Ａとを光学的に接続する１つのコア部２が形成される。
　次いで、第１実施形態と同様に、ランプ３０（コア形成工程と同じ光源）を用いて組成物１に対して露光処理を行い、未硬化の重合性化合物Ｂを重合（硬化）させるクラッド部形成工程を行う。これにより、コア部２の周囲にクラッド部３が形成され、コア部２及びクラッド部３からなる全固体型の自己形成光導波路４が形成される。
　コア部形成工程において本組成物に照射する光の波長は特に制限されず、光重合開始剤を含む本組成物の組成等に応じて適宜選択される。コア部形成工程における照射光の波長は、例えば、ＵＶ光、可視光及びＩＲ光が挙げられる。
　クラッド部形成工程において本組成物の未硬化成分に照射する光の波長は特に制限されず、重合性化合物及び光重合開始剤を含む本組成物の組成等に応じて適宜選択されるが、コア部形成工程と同じ光源が用いられることが好ましい。クラッド部形成工程における照射光の波長は、例えば、ＵＶ光、可視光及びＩＲ光が挙げられる。
　また、コア部形成工程における照射光の波長と、クラッド部形成工程における照射光の波長とは、同一であることが好ましい。
　自己形成光導波路の製造方法において、本組成物に光を照射するために用いる光学素子としては、本組成物に近接した位置に配置でき、光を出射できる光学部材がいずれも使用できる。このような光学素子としては、例えば、上記光ファイバの他、光導波路、半導体レーザ、発光ダイオード、フォトダイオード、及び、レンズが挙げられる。
　また、本組成物を用いて製造される自己形成光導波路は、分岐構造を有していてもよい。例えば、コア部形成工程の間又はコア部形成工程の後、コア部が延びる方向と交差する方向から本組成物に対して照射光を照射し、照射光が交差する位置の近傍でコア部同士を連結させることにより、分岐構造を有するコア部を形成してもよい。
［自己形成光導波路］
　本発明に係る自己形成光導波路は、本組成物を用いて製造された自己形成光導波路である。本組成物を用いることにより、接続効率が高い自己形成光導波路が得られる。
　自己形成光導波路は、反応性が相対的に高く、かつ、屈折率が相対的に高い重合性化合物の硬化物をより多く含むコア部と、反応性が相対的に低く、かつ、屈折率が相対的に低い重合性化合物の硬化物をより多く含むクラッド部とを含む、全固体自己形成光導波路であることが好ましい。
　自己形成光導波路の製造方法については、既に説明した通りであるが、本発明に係る自己形成光導波路は、本組成物を用いて製造されたものであれば、上記方法以外の製造方法で製造されたものであってもよい。
　上記のコア部及びクラッド部を含む自己形成光導波路において、コア部の屈折率とクラッド部の屈折率との差は、０．００５以上が好ましく、０．０１以上がより好ましく、０．０２以上が更に好ましい。上限値は特に制限されず、０．５以下であってよい。
　本発明に係る光導波路は、自己形成（自己組織化）により形成され、また、接続効率が高いことから、各種光学デバイスの光導波路として有用であり、特に、複数の光学素子を接続する光結合器として有用である。
　以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容及び処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
［実施例１］
〔自己形成光導波路用組成物の調製〕
　Ａ－ＬＥＮ－１０（新中村化学工業株式会社製、エトキシ化－ｏ－フェニルフェノールアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ（登録商標）２７０（ダイセル・オルネクス株式会社製、ウレタンジアクリレート）、及び、光重合開始剤であるフェニルビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドを、質量比５０：５０：１で混合することにより、組成物Ｘ－１を得た。
［実施例２～４］
　ＥＢＥＣＲＹＬ２７０に代えて表１のモノマーＢ欄に記載の化合物を用いたこと以外は、実施例１に記載の手順に従って、組成物Ｘ－２及びＸ－３をそれぞれ調製した。
　また、Ａ－ＬＥＮ－１０に代えて表１のモノマーＡ欄に記載の化合物を用いたこと以外は、実施例１に記載の手順に従って、組成物Ｘ－４を調製した。
　組成物Ｘ－２～Ｘ－４の調製に用いた化合物は、以下のとおりである。
「ＥＢＥＣＲＹＬ２３０」：ダイセル・オルネクス株式会社製、ウレタンジアクリレート。
「ＥＢＥＣＲＹＬ８４０２」：ダイセル・オルネクス株式会社製、ウレタンジアクリレート。
「ＮＭＴ－Ａ」：共栄社化学株式会社製、アクリル酸フェニルメチル。
　表１に、モノマーＡ又はモノマーＢとして用いた化合物の各物性を示す。
〔粘度の測定〕
　各例において組成物Ｘ－１～Ｘ－４の調製に用いた光重合開始剤以外の成分、及び、組成物Ｘ－１～Ｘ－４について、Ｅ型粘度計（東機産業株式会社製「ＲＥ－８５」）を用いて２５℃における粘度を測定した。測定結果を上記表１に示す。
〔屈折率の測定〕
　アッベ屈折計を用いて各化合物の屈折率ｎｄ２５を測定した。測定結果を上記表１に示す。
［自己形成光導波路の作製試験］
　以下の試験方法に従い、組成物Ｘ－１～Ｘ－４のぞれぞれを用いて、自己形成光導波路の作製を試みた。代表して組成物Ｘ－１を用いた場合の試験方法を記載する。
　内径２．８ｍｍφのガラス製の筒の中に、長さが２ｍｍになる量の組成物Ｘ－１を充填した。コア径５０μｍの光ファイバを、上記筒の中に挿入して、光ファイバの一方の末端にある出射口が組成物Ｘ－１に接するように配置した。光ファイバの他方の末端に配置された光源（キセノンＵＶランプ）から、光ファイバを通してＵＶ光を３０秒間照射した。光ファイバの出射口でのＵＶ光の照度は１０μＷ／ｃｍ２であった。その後、筒の側面から、筒内に充填された組成物Ｘ－１に対して、ＵＶ光（光源：メタルハライドランプ）を２００ｍＷ／ｃｍ２で１分間照射した。
［評価］
〔自己形成光導波路の形成〕
　上記作製試験において、光ファイバを通したＵＶ光の照射が終了した後、光学顕微鏡により各組成物を観察し、光導波路の有無を確認した。観察結果に基づいて、光導波路の存在が確認された例を「Ａ」、光導波路の存在が確認されなかった例を「Ｂ」と評価した。なお、観察の結果、組成物が流動しており、明確な光導波路構造が認められない場合、「Ｂ」評価とした。
〔自己形成光導波路の全固体化の評価〕
　上記作製試験において、光ファイバを通したＵＶ光の照射により形成された光導波路を、筒の側面からＵＶ光を照射する間及び照射が終了した後の各段階において、光学顕微鏡を用いて観察し、光導波路の構造が維持されているか否かを確認した。観察結果に基づいて、筒の側面からのＵＶ光の照射が終了した後も、光導波路の構造が維持された例を「Ａ」、筒の側面からのＵＶ光の照射が終了するまでに、組成物の流動又は他の要因により光導波路の構造が失われ、維持されなかった例を「Ｂ」と評価した。
　上記評価がＡである例では、光導波路（コア部）の周囲に固体のクラッド部が形成され、光導波路の構造を維持する全固体自己形成光導波路が作製されたものと評価できる。
〔光導波路の性能評価〕
　上記作製試験の終了後、レーザー光源から発せられた赤色のレーザー光を、光ファイバを通して光照射口から出射し、筒に充填された組成物の内部に導波させた。組成物の端面のうち、光照射口とは反対側の端面を光学顕微鏡により観察して、観察結果から、以下の基準に基づいて、各例の組成物について光導波路としての性能を評価した。
３：上記反対側の端面において、導波したレーザー光の強い発色が観察される。
２：上記反対側の端面において、導波したレーザー光の弱い発色が観察される。
１：上記反対側の端面において、導波したレーザー光の発色が観察されない。
　表２に、各例の組成物を用いて行った自己形成光導波路の作製試験の評価結果を示す。
　表２に示す結果から、本発明の自己形成光導波路用組成物を用いることにより、コア部の形成後、コア部の周囲の未硬化成分を除去することなく、コア部及びクラッド部がいずれも固体である全固体自己形成光導波路を簡便に形成できることが確認された。
１　　　組成物
２　　　コア部
３　　　クラッド部
４　　　自己形成光導波路
１０　　透明容器
２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ　　端部
２０　　光ファイバ
２１　　第１光ファイバ
２２　　第２光ファイバ
３０　　ランプ
１００，１１０　　製造装置
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２　　照射光

Claims (8)

  1. 　２種以上の重合性化合物を含み、前記２種以上の重合性化合物の重合機構が同じである、自己形成光導波路用組成物。
  2. 　前記重合機構が、ラジカル重合、カチオン重合及びアニオン重合から選ばれる少なくとも１つである、請求項１に記載の自己形成光導波路用組成物。
  3. 　前記２種以上の重合性化合物が、屈折率の差が０．０５以上である２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含む、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物。
  4. 　前記２種以上の重合性化合物が、１分子中に含まれる重合機構が同じ重合性基の数が異なる２種の重合性化合物の組合せを少なくとも含む、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物。
  5. 　前記２種以上の重合性化合物がいずれも、チオ（メタ）アクリレート基を含まない、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物。
  6. 　前記自己形成光導波路用組成物の２５℃における粘度が、５００～１０００００ｍＰａ・ｓである、請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物。
  7. 　請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物を用いて製造された、自己形成光導波路。
  8. 　請求項１又は２に記載の自己形成光導波路用組成物を用いて自己形成光導波路を製造する方法であって、
    　第１光学素子、第２光学素子、並びに、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の間に配置された前記自己形成光導波路用組成物とを準備する工程と、
    　前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方から光を照射して、前記自己形成光導波路用組成物を硬化させて、コア部を形成する工程と、
    　前記自己形成光導波路用組成物中の未硬化成分に対して露光処理を行い、クラッド部を形成して、前記コア部及び前記クラッド部とを含む自己形成光導波路を形成する工程と、を有する方法。
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