包含环氧官能硅氧烷低聚物的环氧官能可辐射固化组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种包含环氧官能有机聚硅氧烷树脂和环氧官能有机硅氧烷低聚物的有机硅组合物及使用所述有机硅组合物制备光波导的方法。本发明专利技术还提供了一种固化的有机硅组合物及包含所述固化的有机硅组合物的光波导。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种包含环氧官能有机聚硅氧烷树脂和环氧官能有机硅氧烷低聚物的有机硅组合物及使用所述有机硅组合物制备光波导的方法。本专利技术还提供了一种固化的有机硅组合物及包含所述固化的有机硅组合物的光波导。【专利说明】包含环氧官能硅氧烷低聚物的环氧官能可辐射固化组合物优先权要求本专利申请要求2011年5月25日提交的名称为“在溶剂显影过程中增强膜保持力和粘附力的包含环氧官能硅氧烷低聚物的环氧官能可辐射固化组合物”的美国专利申请序列号61/489，899的优先权权益，该申请全文以引用的方式并入本文。
技术介绍
光的受控传输在许多
中都重要。光波导为可用于在各种距离上以最小的信号衰减实现光的受控传输的设备的一个例子。石英和玻璃是用来制造光通信所需的可靠光传输材料的传统材料。然而，使用这些无机材料的制造涉及到不方便并常常低效率的高温过程的使用。对于光传输材料的制造，有机硅组合物可能是有利的替代物。
技术实现思路
本专利技术提供了一种有机硅组合物及使用所述有机硅组合物制备光波导的方法。本专利技术还提供了一种固化的有机硅组合物及包含所述固化的有机硅组合物的光波导。在各种实施例中，当固化时，本专利技术的有机硅组合物可提供用于光波导的有机硅芯，所述有机硅芯表现出出人意料地增大的柔韧性或减少的开裂。在一些例子中，固化的组合物增大的柔韧性或减少的开裂可因有机硅组合物增大的有机硅氧烷低聚物含量而出现。例如，各种实施例可具有足够的弹性和硬度，使得基本不发生翘曲或开裂。在一些例子中，固化的组合物对波导的包层或基底层具有增大的粘附力。本专利技术的组合物的一些实施例可提供高分辨率，从而在固化时提供优异的关键尺寸保持力，如通过用有机溶剂显影后高的膜保持力所证实。相应地，本专利技术的方法的一些例子可以优异的关键尺寸(如高度)保持力从光掩模向基底上的有机硅膜转印图像和图案，这可产生例如更为量身定制的波导尺寸。光波导组件的一些例子可与使用其它已知材料的波导组件相当或更好地在宽的温度范围上表现出良好的热稳定性以及良·好的耐环境性如耐湿性。另外，波导组件的一些例子表现出可等于或好于使用其它已知材料的波导的相应特性的低的双折射和低的传输损失以及在通信波段中高的透射比。因此，在一些例子中，优异的柔韧性和耐开裂性不需要以传输损失为代价。在一些实施例中，可比常规组合物更容易地控制折射率，并且甚至在暴露于高温下时，光透射比和折射率的改变也可能非常小。在一些例子中，一经活性能射线如UV射线辐照，本专利技术的有机硅组合物可迅速固化，可具有优越的形状保持性(甚至在薄膜形式中)，并可在其固化的产物中不含气泡，所述固化的产物具有耐水解性和耐溶剂性。在一些例子中，由本专利技术的固化的有机硅组合物制成的光传输部件具有优越的形状保持性，甚至在薄膜形式中。在各种实施例中，本专利技术提供了一种有机硅组合物。所述有机硅组合物包含(A)环氧官能有机聚硅氧烷树脂。所述环氧官能有机聚硅氧烷树脂具有平均单元式:(R1R2R3SiOl72) a (R4R5SiO272) b (R6SiO372) c (SiO472) d (I)。在式(I)中，R^HR'R5和R6为有机基团，其独立地选自Cm单价脂族烃基团、c6_10单价芳族烃基团和单价环氧取代的有机基团。在式(I)中，满足以下条件:0 ( a<0.4，0〈b〈0.5,0<c<l, O ( d〈0.4,0.1 ^ b/c ^ 0.3,并且 a+b+c+d=l。所述环氧官能有机聚娃氧烷树脂具有至少约2000的数均分子量。在所述树脂中，至少约15摩尔％的有机基团为C6至Cltl单价芳族烃基团。另外，约2至约50摩尔％的硅氧烷单元具有环氧取代有机基团。所述有机硅组合物还包含(B)环氧官能有机硅氧烷低聚物。所述环氧官能有机硅氧烷低聚物具有每分子平均至少两个环氧取代有机基团。此外，所述低聚物具有不大于约1500的分子量。所述有机硅组合物还包含(C)阳离子光引发剂。此外，所述有机硅组合物包含(D)任选的有机溶剂。在一些实施例中，组分(D)存在；在其它实施例中，组分(D)不存在。在各种实施例中，本专利技术提供了一种制备柔性平面光波导组件的方法。所述方法包括步骤(i):向基底的表面施加有机硅组合物。向基底的表面施加有机硅组合物将形成第一有机硅膜。所述有机硅组合物包含如本文所述本专利技术所提供的有机硅组合物。所述方法还包括步骤(ii):使所述第一有机硅膜的至少一个选定区域暴露于辐射。所述辐射具有约150至约SOOnm的波长。暴露于辐射将产生具有至少一个暴露区域和至少一个未暴露区域的部分地暴露的膜。所述方法还包括步骤(iii):移除所述部分地暴露的膜的未暴露区域。所述部分地暴露的膜的未暴露区域用显影溶剂移除。移除部分地暴露的膜的未暴露区域将形成图案化的膜。所述方法还包括步骤(iv):加热所述图案化的膜。将所述图案化的膜加热足以形成在约23°C下对波长为约589nm的光具有约1.45至约1.60的折射率的至少一个有机硅芯的时间量。所述基底的折射率小于所述有机硅芯的折射率。所述方法还包括(V):任选地用第二有机硅组合物覆盖所述基底和有机硅芯以形成第二有机硅膜。所述方法还包括(vi):任选地固化所述第二有机硅膜以形成包层，其中所述包层的折射率小于所述有机硅芯的折射率。在各种实施例中，本专利技术提供了一种制备柔性平面光波导组件的方法。所述方法包括步骤(i):向基底的表面施加第一有机娃组合物。向基底的表面施加第一有机娃组合物将形成第一有机硅膜。所述方法还包括步骤(i i ):固化所述第一有机硅膜。固化所述第一有机硅膜将形成下包层。所述方法还包括步骤(iii):向所述下包层施加第二有机硅组合物。向所述下包层施加第二有机硅组合物将形成第二有机硅膜。所述方法还包括步骤(iv):使所述第二有机硅膜的至少一个选定区域暴露于辐射。所述辐射具有约150至约SOOnm的波长。使所述第二有机硅膜的至少一个选定区域暴露于辐射将产生具有至少一个暴露区域和至少一个未暴露区域的部分地暴露的膜。所述方法还包括步骤(V):用显影溶剂移除所述部分地暴露的膜的未暴露区域。移除部分地暴露的膜的未暴露区域将形成图案化的膜。所述方法还包括步骤(vi):将所述图案化的膜加热一定的时间量。加热所述图案化的膜的时间量应足以形成在23°C下对波长为589nm的光具有约1.45至约1.60的折射率的至少一个有机硅芯。所述下包层的折射率小于所述有机硅芯的折射率。所述方法还包括步骤(vii):任选地用第三有机硅组合物覆盖所 述下包层和有机硅芯以形成第三有机硅膜。所述方法还包括步骤(viii):任选地固化所述第三有机硅膜以形成上包层，其中所述上包层的折射率小于所述有机硅芯的折射率。所述第一有机硅组合物和所述第二有机硅组合物中的至少之一包含如本文所述本专利技术所提供的有机硅组合物。所述任选的第三有机硅组合物任选地包含如本文所述本专利技术所提供的有机硅组合物。【专利附图】【附图说明】在附图中，在全部若干视图中，相似的数字描述基本相似的部件。附图未必按比例绘制。具有不同字母下标的相似数字表示基本相似的部件的不同情况。附图以举例的方式而非限制的方式大体示出了本文献中讨论的各种实施例。图1示出了根据本文所述方法制得的本专利技术的光波导组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅组合物，包含：(A)具有以下平均单元式的环氧官能有机聚硅氧烷树脂(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d  (I)其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6为有机基团，其独立地选自C1‑6单价脂族烃基团、C6‑10单价芳族烃基团和单价环氧取代的有机基团，0≤a<0.4，0<b<0.5，0<c<1，0≤d<0.4，0.1≤b/c≤0.3，a+b+c+d=1，所述树脂具有至少约2000的数均分子量，至少约15摩尔%的所述有机基团为C6至C10单价芳族烃基团，并且约2至约50摩尔%的硅氧烷单元具有环氧取代的有机基团；(B)具有每分子平均至少两个环氧取代的有机基团并且分子量不大于约1500的环氧官能有机硅氧烷低聚物；(C)阳离子光引发剂；以及(D)任选地，有机溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜安·雷蒙德·布西内斯克，乔恩·菲尔林·小德格鲁特，大卫·J·德沙泽尔，谢德里克·奥尼尔·格罗沃，卡伦·L·休斯顿，约翰·拉杜斯，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US