[发明专利]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

说明书

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。

背景技术

光的受控传输在许多技术领域中都重要。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。

发明内容

本发明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。本发明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，本发明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。本发明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，本发明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，本发明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，由本发明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，本发明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：

(R¹R²R³SiO_1/2)_a(R⁴R⁵SiO_2/2)_b(R⁶SiO_3/2)_c(SiO_4/2)_d   （I）。

在式（I）中，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶为有机基团，其独立地选自C_1-6单价脂族烃基团、C_6-10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<1，0≤d<0.4，0.1≤b/c≤0.3，并且a+b+c+d=1。所述环氧官能有机聚硅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C₁₀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。