CN101427167A - 含有全氟金刚烷结构的光波导 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性小，并且在全部的使用温度区域内都表现出优异光学特性的光波导。本发明的光波导包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂固化物。由此，可以得到芯树脂和包层树脂的折射率的温度依存性和光学特性两者都良好的光波导。
Description
技术领域
本发明涉及含有全氟金刚烷结构的光波导(Optical Waveguide，光導波路)，并特别涉及芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，并且光学特性优异的光波导。
背景技术
所谓光波导，是在基板上制作光路，利用折射率差异，引导直进性高的光的光信号而形成的回路，其用于光收发机、光Tap耦合器、光耦合器、光开关、VOA等，并且也称作宽带推进的关键设备。
光波导，如图1所示，由传播光线的芯树脂和覆盖芯树脂的包层树脂形成。在光波导中，需要严格控制芯树脂和包层树脂的折射率(例如专利文献1)，特别是在例如用于高速大容量通信用的单模光波导中，为了在短时间内传送多的信号，需要在单一的光程长中连续传播一个信号，因此芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，必须高0.3～0.4％左右，并且必须保持在±0.02％内的精度。在使用紫外线固化树脂，形成芯树脂和包层树脂时，通过稍微改变构成这些层的材料的配合比，进行上述微小折射率的控制。
但是，作为光波导的材料，从线膨胀率小，光损失也少的观点考虑，可以使用石英等无机材料，但由于加工难、高成本，因此近年来，多使用有机材料。
在使用有机材料的情况下，当使用氟类树脂(例如，折射率为1.42)和非氟类树脂(例如，折射率为1.52)进行物性调整时，在芯树脂中，配合较多约4～5％左右的非氟类树脂即可。在这种以少量的配合差设置折射率差时，芯树脂和包层树脂的物性，特别是折射率的温度依赖性可以极其接近，因此在作为光波导使用温度范围上限的85℃下，不会导致光学特性的降低。氟类树脂，是为了减轻因非氟类树脂的C-H键而导致的光损失，而优选使用的树脂。此外，在重视常温附近光损失的减轻时，还有仅使用氟类树脂进行物性调整的情况。另外，所谓上述光学特性，和光损失同义。
专利文献1：WO 2004/104059A1公报(国际公开日：2004年12月2日)
然而，在使用氟类树脂和非氟类树脂进行物性调整时，无法避免因非氟类树脂的C-H键而导致的光损失影响，特别是存在有在常温附近的光损失(以下称作“初期的光学特性”)大的问题。
另一方面，在重视初期光学特性的减轻，而仅使用氟类树脂进行物性调整时，存在有折射率差的温度依赖性变大这样的问题。具体来说，折射率由以下算式1表示，因此认为与树脂的密度具有很大关系，但由于密度随着温度而变化，因此实际使用中，还必须考虑算式2。
[数1]
n＝((1+2[R]/V)/(1-[R]/V))1/2
n：折射率，[R]：分子折射，V＝M/ρ，V：分子体积，M：分子量，ρ：密度
[数2]
Δn/Δt：折射率的温度依赖性，n：折射率，α：线膨胀系数
光波导的使用温度区域，通常为-40～85℃，并且为了在该温度区域下，显示出稳定的光学特性，必须降低芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性，即各种树脂的线膨胀差。
为了确保芯树脂和包层树脂的折射率差，芯树脂相比于包层树脂，必须使氟含有率低的树脂(例如，折射率为1.42)比氟含有率高的树脂(例如，折射率为1.37)多约10％左右，特别是在使用以往主流的含有全氟烷基的氟类(甲基)丙烯酸酯，并通过全氟基的碳数或配合量进行调整时(例如，特开2000-26540号公报)，导致了包层树脂的玻璃转变温度(以下称作“Tg”)的降低，即线膨胀系数的增大，因此存在有折射率差的温度依赖性增大，并导致85℃下的光学特性降低的问题。
因此，在使用以往紫外线固化型树脂的光波导中，折射率的温度依赖性有包层树脂大，芯树脂小的倾向，并且难以兼顾初期的光学特性和在作为使用温度范围上限的85℃下的光学特性。
本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于提供一种芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，并且在全部的使用温度区域内都表现出优异光学特性的光波导。
发明内容
本发明者，鉴于上述问题进行了积极研究，结果发现具有下述树脂固化物的光波导，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低，并且光学特性优异，由此完成本发明。所述树脂固化物是以具有全氟金刚烷结构的含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的
也就是说，本发明的光波导包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物。已知具有全氟金刚烷结构的含氟单体，通过聚合，而形成耐热性优异，并且耐冲击性和表面硬度等机械强度以及光学特性优异的聚合物(例如，特开2004-123687号公报)。
因此，通过将上述树脂固化物用于包层树脂和芯树脂，可以利用其耐热性，而得到芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低的光波导。此外，由于本发明的光波导不含非氟类树脂，因此可以减少光损失。因此，可以得到光学特性优异的光波导。
此外，本发明的光波导，其中上述第一含氟单体，优选为具有由通式(1)表示的官能团的结构
[化1]
-Op-[(CR1R2)q-CH2-Or]s-COC(R3)＝CH2 …(1)
(式中，R1和R2，表示H或F，其可以相同或不同。R3表示H、CH3、F或CF3。p＝0或1。当p＝0时，q＝0～5，r＝1，s＝1，当p＝1时，q＝0或1，r＝0或1，s＝0～3。但是，(q+1)×s的上限为6。)。
根据上述构成，可以在光波导中保持由全氟金刚烷结构所带来的特性，同时，通过调整由通式(1)表示的官能团的种类或数目，可以适当调整芯树脂和包层树脂的线膨胀率。因此，可以得到能够将芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低，并且光学特性优异的光波导。
此外，本发明光波导中的上述第一含氟单体，优选具有1个以上3个以下由通式(1)表示的官能团。
如果上述官能团为1个以上3个以下，则比较容易合成。因此，可以更有效地得到本发明的光波导。
此外，本发明的光波导，优选包括使下述树脂组合物聚合而得到树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括上述第一含氟单体聚合而得的聚合物和含有2个以上由通式(1)表示的官能团的第二含氟单体。
根据上述构成，例如，通过将第一含氟单体的聚合物或共聚物或其两者，溶解在第二含氟单体中，可以使上述聚合物的耐热性更高。因此，可以将光波导中的芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低。
此外，本发明光波导中的上述第二含氟单体的1种以上，优选为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。根据上述构成，可以对含氟单体赋予源自于全氟金刚烷结构的高耐热性和光学特性。因此，通过调整与第一含氟单体聚合而得的聚合物的组合，可以得到具有更希望特性的光波导。
此外，本发明的光波导，优选包括使下述树脂组合物聚合而得的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和2个以上由通式(1)表示的官能团的第三含氟单体、和该第三含氟单体以外的其它含氟单体。
根据上述构成，例如，可以将2官能以上的具有全氟金刚烷结构的含氟单体和具有非全氟金刚烷结构的其它含氟单体等并用而形成树脂组合物。由此，可以避免仅由具有全氟金刚烷结构的化合物构成芯树脂和包层树脂时所面临的树脂变脆的倾向、仅由1官能的含氟单体的树脂组合物聚合构成树脂固化物时所面临的温度特性恶化等问题。因此，可以得到具有更希望特性的光波导。
另外，在本说明书中，以下，具有t个通式(1)所表示的官能团的含氟单体也称作“t官能的含氟单体”。
此外，本发明的光波导，优选包括使下述树脂组合物聚合而得的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团的第四含氟单体，和上述第二含氟单体。
根据上述构成，可以将1官能的具有全氟金刚烷结构的含氟单体和2官能以上的含氟单体等并用而形成树脂组合物。
由此，可以避免仅由具有全氟金刚烷结构的化合物构成芯树脂和包层树脂时所面临的树脂变脆的倾向，以及仅由1官能的含氟单体的树脂组合物聚合构成树脂固化物时所面临的温度特性恶化等问题。因此，可以得到具有更希望特性的光波导。
此外，本发明光波导中的上述第二含氟单体的1种以上，也可以为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
根据上述构成，通过提高树脂组合物中的第三含氟单体的含有率，可以提高树脂固化物的耐热性。因此，可以减小芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性。
此外，本发明的光波导优选具有使下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物以下述聚合物和上述第二含氟单体为构成成分，所述聚合物是含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团的第四含氟单体，与含有1个由通式(1)表示的官能团的第五含氟单体聚合而得的聚合物，该第五含氟单体为该第四含氟单体以外的含氟单体。
根据上述构成，由于能够将芯树脂用树脂组合物中所含的非全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体置换为具有全氟金刚烷结构的1官能的含氟单体，因此可以增大芯树脂折射率的温度依赖性。因此，可以减小光波导中芯树脂和包层树脂的折射率差。
此外，在本发明的光波导中，上述第二含氟单体优选为上述第三含氟单体和第三含氟单体以外的其它含氟单体。
根据上述构成，通过提高树脂组合物中的第三含氟单体的含有率，可以提高树脂固化物的耐热性。因此，可以减小芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性。
此外，在本发明的光波导中，上述聚合物是由上述第四含氟单体，和上述第五含氟单体聚合而得的聚合物，并且上述第二含氟单体的1种以上优选为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
根据上述构成，通过提高树脂组合物中的第三含氟单体的含有率，可以提高树脂固化物的耐热性。因此，可以减小芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性。
此外，本发明的光波导，优选使用光自由基聚合法和/或热自由基聚合法制造上述树脂固化物。在这些聚合法中，通过适当调整聚合引发剂的量、反应时间，可以有效聚合单体，并生成规定聚合度的树脂固化物。因此，有助于本发明光波导的生产效率化。
如上所述，本发明的光波导构成为包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂固化物。
因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性保持为较低，并且因树脂而导致的光损失少，因此具有可以得到光学特性优异的光波导的效果。
本发明的其它目的、特征和优点，可以通过下述记载充分理解。此外，本发明的利益，通过参照附图的下述说明而清楚可知。
附图的简单说明
[图1]是通过压模法形成光波导的工序示意图。
符号说明
1 光波导
2a 下部包层部分
2b 上部包层部分
3 芯部分
10 基板
11 凸型母模
12a 下部包层部分用树脂固化物
12b 上部包层部分用固化型树脂组合物
13 雕刻槽部分
14 核部分用树脂固化物
15 平板
16 基板
实施发明的最佳方式
如下，对本发明的一种实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。
[1.本发明的光波导]
在一种实施方式中，本发明的光波导，包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物。所谓全氟金刚烷结构，是金刚烷的所有氢被置换为氟的骨架结构。在本说明书中，所谓第一含氟单体，是具有全氟金刚烷结构的单体，并且称作全氟金刚烷结构的氟原子被置换为其它官能团的单体。
置换的氟原子的数目没有特别限定，在本发明的光波导中，为了提高初期的光学特性，需要使用氟类树脂，因此第一含氟单体，必须至少具有一个氟原子。实际使用中，从容易合成等观点考虑，置换的氟原子的数目优选为1个以上3个以下。也就是说，官能团的数目没有特别限定，优选为1个以上3个以下。
作为上述官能团，没有特别限定，在考虑使用作为聚合单体一般方法的光自由基聚合法或热自由基聚合法进行聚合时，优选为自由基聚合基。另外，羟基或SH基这种含氢的较轻的官能团，由于容易振动，并容易导致光损失，因此不优选。
作为上述自由基聚合基，没有特别限定，可以使用(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基(包括烯丙基和甲基丙烯基)、乙炔基、异丙烯基、乙烯基醚基、乙烯基硫醚基、乙烯基酮基、乙烯基酯基、乙烯基氨基等，并特别优选为由通式(1)表示的官能团。
具有1～3个由通式(1)表示的官能团，并且具有全氟金刚烷结构的含氟单体的结构式如以下通式(2)所示。
[化2]
任意地，式中，R1和R2，表示H或F，其可以相同或不同。R3表示H、CH3、F或CF3。p＝0或1。当p＝0时，q＝0～5，r＝1，s＝1，当p＝1时，q＝0或1，r＝0或1，s＝0～3。但是，(q+1)×s的上限为6。当(q+1)×s为7以上时，由于因C-H而导致的光损失变大，因此不优选。t＝1～3。
在通式(1)中，R3可以是H、CH3、F、CF3中的任一种。当R为H或CH3时，具有容易合成的优点。当R3为F或CF3时，由于因C-H而导致的光损失少，因此具有更适合用作光波导的优点。
对于上述第一含氟单体的制造方法，可以使用以往公知的方法，其没有特别限定。例如，可以使用将全氟金刚烷醇类和丙烯酸类在溶剂的回流下进行共沸脱水的方法。
作为上述全氟金刚烷醇类，可以列举，例如全氟-1-金刚烷醇、全氟-1，3-金刚烷二醇、全氟-1，3，5-金刚烷三醇、全氟-1，3，5，7-金刚烷四醇等，作为丙烯酸类，可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、α-三氟甲基丙烯酸等，并且没有特别限定。作为反应溶剂，没有特别限定，并优选使用甲苯或二甲苯。
此外，全氟金刚烷醇类和丙烯酸类的反应，可以通过使用脱水剂进行脱水酯化的方法进行。作为脱水剂，可以使用分子筛、无水硫酸钠、无水硫酸镁或无水磷酸等以往公知的酸性脱水剂。
此外，可以使用，例如在碱存在下，使全氟金刚烷醇类和丙烯酸类进行酯化反应的方法。作为碱，可以列举，例如三甲胺、三乙胺、吡啶或N，N-二甲基苯胺等。
进一步，上述含氟单体，还可以通过全氟金刚烷基烷氧化物和丙烯酰氯类的酯化反应进行制造。
本说明书中的“树脂固化物”，是以第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物进行聚合而得的聚合物。另外，在本说明书中，所谓“树脂组合物”，表示单体的混合物，或单体和聚合物的混合物。
在树脂组合物中，含有至少第一含氟单体作为构成成分即可，因此，在树脂组合物中还可以含有第一含氟单体以外的单体。
从减少光损失的观点考虑，第一含氟单体以外的单体优选为含氟单体。例如，可以使用1，3-双((甲基)丙烯酰氧甲基)全氟丙烷、1，4-双((甲基)丙烯酰氧甲基)全氟丁烷、1，4-双((甲基)丙烯酰氧乙基)全氟丁烷、1，6-双((甲基)丙烯酰氧甲基)全氟己烷、1，8-双((甲基)丙烯酰氧甲基)全氟辛烷、1，2-双(丙烯酰氧甲基)全氟环己烷、1，3-双(丙烯酰氧甲基)全氟环己烷、1，4-双(丙烯酰氧甲基)全氟环己烷、1，2-双(丙烯酰氧甲基)四氟苯、1，3-双(丙烯酰氧甲基)四氟苯、1，4-双(丙烯酰氧甲基)四氟苯、全氟乙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丁基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟戊基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟己基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟环己基甲基(甲基)丙烯酸酯等非全氟金刚烷结构的含氟单体。
为了得到本发明的效果，第一含氟单体在固化前的树脂组合物总量中所占的比例必须为5重量％以上。此外，上限没有特别限定，但是当通式(2)中的p为1，q、r、s为0，t为2以上时，如果芯树脂和包层树脂全部由具有全氟金刚烷结构的化合物构成，则交联密度高，并且金刚烷结构在整体中所占的占有率变高，因此树脂具有变脆的倾向，因此希望其占有率为50重量％以下，特别希望为30％以下。
当p、q、r、s为上述以外的情况下，当t为2以上时，上限没有特别限定。但是，当t为1时，从确保耐热性的观点考虑，希望其占有率为70重量％以下，特别希望为60重量％以下。
树脂固化物可以通过使树脂组合物聚合进行制造。作为树脂组合物，可以仅由单体构成，也可以将单体预先聚合所得的聚合物溶解在其它单体中。
对于聚合方法，没有特别限定，由于可以利用自由基反应连续有效地制备聚合物，因此优选使用光自由基聚合法和/或热自由基聚合法。
作为光自由基聚合法中所用的光聚合引发剂，没有特别限定，可以使用一般所用的光聚合引发剂，即乙酰苯类、二苯甲酮类、双乙酰类、二苯甲酰类、苯偶姻类、苯偶姻醚类，苄基二甲基缩酮醇(ketanol)类、苯甲酸苯甲酰酯类、羟苯基酮类和氨基苯基酮类等羰基化合物类光聚合引发剂；秋兰姆硫化物类和噻吨酮类等有机硫化合物类光聚合引发剂；酰基次膦酸酯类等有机磷化合物类光聚合引发剂等。这些光聚合引发剂可以单独使用，也可以多种组合使用。另外，在后述的实施例中，使用(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(Lucirin TPO)作为光聚合引发剂。
相对于包含单体的树脂组合物总量，光聚合引发剂的配合比率为0.5重量％以上10重量％以下，优选为1重量％以上7重量％以下。当配合比率不足0.5重量％时，光固化性不足，而当其超过10重量％时，固化反应过于激烈，对固化物的物性产生不良影响，因此不优选。
热自由基聚合法中使用的热聚合引发剂，在通过加热分解产生自由基的热聚合引发剂中，使用那些热分解温度约30℃以上，优选约60℃以上的热聚合引发剂。作为热聚合引发剂，没有特别限定，但特别适合使用不产生气体和水这些副产物的有机过氧化物。在热分解温度不足30℃的热聚合引发剂的情况下，由于树脂固化物不稳定，因此不优选。
作为上述有机过氧化物，没有特别限定，可以使用烷基或芳基氢过氧化物类、二烷基或二芳基过氧化物类、烷基过氧酸及其酯类、二酰基过氧化物类和酮过氧化物类等以往公知的有机过氧化物。这些热聚合引发剂可以单独使用，也可以多种组合使用。
相对于包含单体的树脂组合物总量，热聚合引发剂的配合比率为0.5重量％以上5重量％以下，优选为1重量％以上3重量％以下。当配合比率不足0.5重量％时，热固化性不足，而当其超过5重量％时，固化反应过于激烈，对树脂固化物的物性产生不良影响，因此不优选。
光聚合引发剂和热聚合引发剂可以单独使用，也可以将两者组合使用。在组合使用时，各自的配合比率如上所述。
上述光自由基聚合，一般通过对含有单体的树脂组合物照射紫外线来进行。作为紫外线的光源，有超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯、碳弧灯、氙灯等，并优选使用高压水银灯或碳弧灯。紫外线照射量，没有特别限定，但优选为1000mJ/cm2以上5000mJ/cm2以下。
在上述热自由基聚合中，在使用有机过氧化物作为热聚合引发剂时，通过加热至上述有机过氧化物的热分解温度以上来进行固化。因此，加热温度依赖于所配合的有机过氧化物的种类，并且加热时间通常为10分钟以上60分钟以下。
在同时配合光聚合引发剂和有机过氧化物来进行光固化和热固化时，通常是，首先，通过紫外线照射进行光固化，然后通过加热进行热固化，再结束固化。和热固化相比，光固化在操作性、固化速度等方面优异，因此本发明中，优选采用光固化。
本发明的光导波路，包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，并且作为该树脂固化物以外的成分，可以根据需要含有少量阻聚剂、消泡剂、光稳定剂、热稳定剂、流平剂、偶联剂、防静电剂等添加剂。
形成光导波路的方法，没有特别限定，可以使用以往公知的方法。例如，可以使用选择聚合法、光刻法+RIE法、直接曝光法、漂白法、压模法等。其中，由于生产性好，成本低，因此特别优选使用压模法。
图1是示出通过压模法形成光导波路的工序的工序图。首先，如图1的(A)所示，使用旋涂法、刮刀法等公知方法，将下部包层部分用树脂固化物12a涂布在基板10上，然后挤压凸型母模11。
接着，直接在该挤压状态下，通过光固化和/或热固化，形成具有核部分雕刻槽部分13的下部包层部分2a(图1的(B)和(C))。在将凸型压模11脱模后，将核部分用树脂固化物14填充在雕刻槽部分13中，并在挤压平板15的状态下，通过光固化和/或热固化，形成核部分3(图1的(D))。
最后，涂布上部包层部分用固化型树脂组合物12b，并在挤压基板16的状态下，通过光固化和/或热固化，形成上部包层部分2b，(图1的(E))，除去基板，完成光导波路1(图1的(F))。另外，作为基板10和16，在进行光固化时，使用玻璃板这样的透明基板。
作为一个实施方式，本发明的光导波路中，上述第一含氟单体具有通式(1)表示的官能团。
上述第一含氟单体所具有的由通式(1)表示的官能团的数目，只要为1个以上就没有特别限定。如果官能团的数目增加，则树脂固化物的耐热性上升，但是从合成困难性的观点考虑，实际使用中，优选为1个以上3个以下。
作为具有通式(1)表示的官能团的第一含氟单体，可以列举，例如全氟-1，3，5-金刚烷三醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-三((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3，5-三[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3，5-三[(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3，5-三{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-二((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3-二[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二[(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-氟丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-(三氟甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)甲基(甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)甲基2-氟丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)甲基2-(三氟甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基2-氟丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙基2-氟丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙氧基]乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙氧基]乙基2-氟丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙氧基]乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基2-氟丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基2-(三氟)丙烯酸酯等。
作为一种实施方式，本发明的光导波路包括使树脂组合物聚合而得的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：上述第一含氟单体聚合而得到的聚合物、和含有2个以上由通式(1)表示的官能团的第二含氟单体。
上述第二含氟单体可以是含有2个以上通式(1)表示的官能团的含氟单体，其可以含有或不含全氟金刚烷结构，但是第二含氟单体的1种以上优选具有全氟金刚烷结构。这是因为可以赋予源自于金刚烷结构的高耐热性和光学特性。
作为含有全氟金刚烷结构的上述第二含氟单体，例如，可以使用全氟-1，3，5-金刚烷三醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-三((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3，5-三[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3，5-三[(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3，5-三{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-二((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3-二[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二[(2-氟丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]等。
此外，作为不含全氟金刚烷结构的上述第二含氟单体，例如可以使用1，3-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟丙烷、1，4-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟丁烷、1，4-二((甲基)丙烯酰氧基乙基)全氟丁烷、1，6-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟己烷、1，8-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟辛烷、1，2-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，3-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，4-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，2-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯、1，3-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯、1，4-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯等。
上述树脂固化物可以通过如下方法得到，例如，预先聚合第一含氟单体形成聚合物，再将形成的聚合物溶解在第二含氟单体中，得到树脂组合物，并使该树脂组合物聚合。
另外，“聚合物”可以通过公知的方法，例如在溶剂中的热聚合法或光聚合法而合成。“聚合物”的分子量优选为50000以下的范围，更优选为40000以下的范围。如果分子量超过50000，则在对含氟的2价以上的单体的溶解性和相容性方面产生问题，因此不优选。
此外，如果增加聚合物的配合量，则导致树脂的交联密度降低，因此聚合物相对于树脂组合物的重量比优选为70重量％以下，更优选为60重量％以下。相反，第二含氟单体的配合量优选为30重量％以上，更优选为40重量％以上。
在本实施方式的光波导中，上述第二含氟单体的1种以上可以为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。因此，上述第二含氟单体可以全都含有全氟金刚烷结构。换句话说，上述第二含氟单体可以仅由上述第三含氟单体构成。另外，所谓第三含氟单体是指在第二含氟单体中，具有全氟金刚烷结构的物质。
作为上述第三含氟单体，可以使用例如1，3，5-金刚烷三醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三(2-氟丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三甲醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三乙醇三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3，5-三((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三(2-氟代丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3，5-三[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3，5-三[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3，5-三[(2-氟代丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基金刚烷、全氟-1，3，5-三{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3，5-金刚烷三(2，2-二氟乙醇)三[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二醇二(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二甲醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二乙醇二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]、全氟-1，3-二((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二(2-氟代丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷、全氟-1，3-二[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基)]金刚烷、全氟-1，3-二[((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二[(2-氟代丙烯酰氧基乙氧基)乙氧基]金刚烷、全氟-1，3-二{[2-(三氟甲基)丙烯酰氧基乙氧基]乙氧基}金刚烷、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(甲基)丙烯酸酯、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二(2-氟代丙烯酸酯)、全氟-1，3-金刚烷二(2，2-二氟乙醇)二[(2-三氟甲基)丙烯酸酯]等。
在一种实施方式中，本发明的光波导包含下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和2个以上由通式(1)表示的官能团的第三含氟单体、以及该第三含氟单体以外的其它含氟单体。
也就是说，作为含有2个以上由通式(1)表示的官能团的含氟单体，可以使用将上述第三含氟单体和该第三含氟单体以外的其它含氟单体组合使用而得到的单体。
作为第三含氟单体以外的其它含氟单体，例如，可以使用具有非全氟金刚烷结构且具有2个以上官能团的含氟单体、具有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体、具有非全氟金刚烷结构的1官能含氟单体等。
作为具有非全氟金刚烷结构且具有2个以上官能团的含氟单体，例如，可以使用1，3-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟丙烷、1，4-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟丁烷、1，4-二((甲基)丙烯酰氧基乙基)全氟丁烷、1，6-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟己烷、1，8-二((甲基)丙烯酰氧基甲基)全氟辛烷、1，2-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，3-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，4-二(丙烯酰氧基甲基)全氟环己烷、1，2-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯、1，3-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯、1，4-二(丙烯酰氧基甲基)四氟苯等。
此外，作为具有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体，例如，可以使用全氟-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-氟代丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-(三氟甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)甲基(甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)2-氟丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)2-(三氟甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基-2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙基-2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙氧基]乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙氧基]乙基2-氟代丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙氧基]乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)2，2-二氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基2-(三氟)丙烯酸酯等。
此外，作为具有非全氟金刚烷结构的1官能含氟单体，例如，可以使用全氟乙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丁基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟戊基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟己基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟环己基甲基(甲基)丙烯酸酯等。
通过使用第三含氟单体这种含有全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体，代替例如包层树脂用树脂组合物中所含的非全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体，可以减小包层树脂的折射率的温度依赖性。因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性保持为较低水平。
此外，使用第三含氟单体这种含有全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体，代替芯树脂、包层树脂用树脂组合物中所含的非全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体，并且，使包层树脂中的替代量比芯树脂用树脂组合物中的替代量更多，可以减小包层树脂的折射率的温度依赖性。因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性保持为较低水平。
进一步，将芯树脂用树脂组合物、包层树脂用树脂组合物中所含的非全氟金刚烷结构的1官能或2官能以上的含氟单体，替换为第三含氟单体这种含有全氟金刚烷结构的2官能以上的含氟单体，可以大幅提高两种树脂的Tg，并减小折射率的温度依赖性。因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性保持为较低水平。
以上述第三含氟单体和上述第三含氟单体以外的其它含氟单体作为构成成分的树脂固化物的制造方法，没有特别限定。例如，可以通过如下方法进行制造：将上述第三含氟单体和上述第三含氟单体以外的其它含氟单体混合，制备溶液，并使其聚合。
此外，上述第三含氟单体以外的其它含氟单体中所含的1官能的含氟单体的配合量，从耐热性的观点考虑，优选为70重量％以下，并更优选为60重量％以下。相反，第三含氟单体、和第三含氟单体以外的其它含氟单体中所含的2官能含氟单体的配合量的和，优选为30重量％以上，并更优选为40重量％以上。
在一种实施方式中，本发明的光波导，可以包含下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团的第四含氟单体、和上述第二含氟单体。
作为上述第四含氟单体，例如，可以使用全氟-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-氟代丙烯酸酯、全氟-1-金刚烷基2-(三氟甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)甲基(甲基)丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)2-氟代丙烯酸酯、(全氟-1-金刚烷基)2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙基2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙基2-(三氟)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷基氧基)乙氧基]乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙氧基]乙基2-氟代丙烯酸酯、2-[2-(全氟-1-金刚烷氧基)乙氧基]乙基-2-(三氟)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基2-氟代丙烯酸酯、2-(全氟-1-金刚烷基)-2，2-二氟乙基乙基-2-(三氟)丙烯酸酯等。
上述树脂固化物的制造方法，没有特别限定。例如，可以通过将上述第四含氟单体和上述第二含氟单体混合，制备溶液，并使其聚合的方法等进行制造。
上述第二含氟单体的1种以上可以为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
因此，上述第二含氟单体可以全都含有全氟金刚烷结构。换句话说，上述第二含氟单体可以仅由上述第三含氟单体构成。
在本发明的一种实施方式的光波导中，上述聚合物由第四含氟单体和第五含氟单体聚合而得到，所述第四含氟单体含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团；第五含氟单体是该第四含氟单体以外的含氟单体，并且含有1个由通式(1)表示的官能团，并且，该光波导包括以该聚合物和上述第二含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物。
即，本实施方式的光波导，包括下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，该树脂组合物的构成成分包括：第四含氟单体和第五含氟单体聚合而得的聚合物(以下称作“本聚合物”)，和第二含氟单体。
本聚合物，可以通过公知的方法，例如在溶剂中进行热聚合法或光聚合法进行合成。聚合物的分子量，优选为50000以下的范围，更优选为40000以下的范围。如果分子量超过50000，则在对含氟的2价以上的单体的溶解性和相容性方面产生问题，因此不优选。
上述第二含氟单体，可以是将上述第三含氟单体和该第三含氟单体以外的其它含氟单体组合使用而得到的单体。
作为上述第五含氟单体，例如，可以使用全氟乙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丁基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟戊基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟己基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、全氟环己基甲基(甲基)丙烯酸酯等。
上述树脂固化物，可以通过将本聚合物和第二含氟单体混合，制备溶液，并使其聚合的方法进行制造。
此外，在本发明的一种实施方式的光波导中，上述聚合物是上述第四含氟单体和第五含氟单体聚合而得的聚合物，并且上述第二含氟单体的1种以上，可以为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
即，本实施方式的光波导，是以本聚合物和第二含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，并且该第二含氟单体的1种以上为第三含氟单体。因此，上述第二含氟单体，可以全都含有全氟金刚烷结构。换句话说，上述第二含氟单体可以仅由上述第三含氟单体构成。
在上述包含构成成分为具有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体的树脂固化物的光波导中，可以将芯树脂用树脂组合物中所含的非全氟金刚烷结构并且2官能以上的含氟单体，替换为具有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体，因此可以增大芯树脂折射率的温度依赖性。因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性保持为较低。
此外，在包含下述树脂组合物聚合所得的树脂固化物的光波导中，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体，将芯树脂、包层树脂中所含的非全氟金刚烷结构并且2官能以上的含氟单体，替换为含有全氟金刚烷结构的1官能含氟单体，并且，使芯树脂用树脂组合物中的替换量比包层树脂中的替换量更多，由此，可以增大芯树脂的折射率的温度依赖性。因此，可以将芯树脂和包层树脂的折射率差对温度的依赖性保持为较低水平。
此外，如果聚合物的配合量多，则导致树脂的交联密度降低，因此聚合物相对于树脂组合物的重量比，优选为70重量％以下，更优选为60重量％以下。相反，第二含氟单体的配合量，优选为30重量％以上，更优选为40重量％以上。
另外，本发明并不限定于以上所述的各种方案，其可以在权利要求的范围内进行各种变形，并且即使是将不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得的实施方式，也包含在本发明的技术范围中。
实施例
对于本发明，基于实施例和附图进行更具体地说明，但本发明并不限定于此。本领域技术人员在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形、改善和改变。另外，折射率的测定方法、光波导的制作方法、光损失的测定方法，记载在下文中。
<折射率的测定方法>
在夹持有隔带，并且间隔保持在20±1μm的2片玻璃板(厚度0.7mm，尺寸2cm×2cm)之间，注入含有单体的树脂组合物，然后，使用高压水银灯照射紫外线，直到玻璃表面的紫外线照射量为3000mJ/cm2后，剥离侧面的玻璃板，形成测定试料。
折射率的测定，在1550nm处，按照棱镜耦合法，使用棱镜耦合器(Metricon(メトリコン)公司制品)，测定23℃、85℃时的折射率值。此外，测定值以小数点以下4位作为有效数字。
芯树脂和包层树脂的折射率差(％)，使用23℃、85℃时的芯树脂和包层树脂的折射率，并基于下述算式3求出。
[数3]
折射率差(％)＝(核的折射率^2-包层的折射率^2)/2/(核的折射率^2)×100
<光波导的制作方法以及光损失测定方法>
玻璃基板上涂布包层树脂，然后，在使用凸型母模(スタンパ—)(模具：凸型尺寸＝5μm×5μm×10mm)进行挤压的状态下，使之发生光固化(紫外线照射量＝3000mJ/cm2)，由此形成具有核的雕刻槽部分的下部包层部分。
接着，在将母模脱模后，将芯树脂填充在上述雕刻槽部分中，并在使用平型母模挤压的状态下，使之发生光固化(紫外线照射量＝3000mJ/cm2)，由此形成核部分。
进一步，涂布包层树脂，在使用玻璃基板进行挤压的状态下，使之发生光固化(紫外线照射量＝3000mJ/cm2)，由此形成上部包层部分。使用光损失测定装置(Agilent Technology社产品)，测定如此制作的光波导的光损失，并测定其在1550nm波段中的光损失。另外，所用的包层树脂和芯树脂的组成，如后所述。
<单体>
实施例和比较例中所用单体的化合物名、其液体折射率(589nm)和形状如表1所示。另外，Lucirin TPO为光聚合引发剂。在1～6所示的单体中，比较例中所用的二羟甲基三环[5.2.1.02，6]癸烷二丙烯酸酯以外的单体为含氟单体。
[表1]
| 化合物名 | 形状 | |
| ① | 全氟环己基甲基丙烯酸酯 | 液体 |
| ② | 全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基) | 液体 |
| ③ | 二羟甲基三环[5.2.1.02，6]癸烷二丙烯酸酯 | 液体 |
| ④ | 全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯 | 固体 |
| ⑤ | 全氟-1，3-(二丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷 | 液体 |
| ⑥ | 全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯 | 液体 |
| ⑦ | 全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯的聚合物 | 固体 |
| ⑧ | 全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯和全氟乙基甲基丙烯酸酯(8:2)的聚合物 | 固体 |
| ⑨ | Lucirin TPO(BASF制造) | 固体 |
| ⑩ | 二叔丁基过氧化物 | 固体 |
[实施例1]
混合55重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、32.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和12.5重量％全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合20重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和80重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
光波导的使用温度区域，一般为-40～85℃，为了使光波导在该温度区域中显示良好的光学特性，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率必须高0.3～0.4％左右，并且必须保持在±0.02％内的精度。
在本实施例中，通过将包层树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，减小了包层树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
表2表示包层树脂、芯树脂的组成和物性。另外，表2中的圆圈序号，对应于表1中的圆圈序号。如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.39。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
另外，作为线膨胀系数的特征，已知为低温下的伸长度小，并且温度越高，伸长度越大。因此，作为使用温度区域上限的85℃，可以说是线膨胀系数的变化表现最显著的温度，并且即使在85℃时，也能高精度确保折射率差的光波导，可以认为具有优异的特性。
对于光损失，对作为光传播路线的芯树脂进行测定。本实施例中，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例2]
混合55重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、33.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和11.5重量％全氟-1，3-二(丙烯酰氧基乙氧基)金刚烷，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合20重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和80重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将包层树脂中所含的具有非全氟金刚烷结构的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，减小了包层树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.39。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例3]
混合55重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、27.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和17.5重量％全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合20重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、75重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和5重量％全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂、包层树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，并且使包层树脂的替换量比芯树脂多，减小了包层树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.38。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例4]
混合42重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和58重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合21.5重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、51.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和27重量％全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的1官能的(甲基)丙烯酸酯，增大了芯树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.39。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例5]
混合32重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、58重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和10重量％全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合11.5重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、51.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和37重量％全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂、包层树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的1官能的(甲基)丙烯酸酯，并且使芯树脂的替换量比包层树脂多，增大了芯树脂的折射率的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.38。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例6]
混合32重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、48重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和20重量％全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合10重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、70重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和20重量％全氟-1，3-金刚烷二醇二甲基丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂、包层树脂中所含的其它1官能或2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，大幅提高了两种树脂的Tg，减小了折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.38。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例7]
通过以下公知方法：以全氟-1，3-二甲基环己烷作为溶剂，以α，α’-偶氮二(异丁基腈)作为聚合催化剂，对全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯进行溶液热聚合，合成聚合物(I)。将该聚合物溶液与甲醇混合，并沉淀聚合物，然后洗涤、干燥，得到白色的粉末状聚合物。该聚合物通过凝胶渗透色谱法(GPC法)测定的数均分子量为20000。
混合42重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和58重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合21.5重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、51.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和27重量％前述聚合物(I)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的1官能的(甲基)丙烯酸酯，增大了芯树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.39。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例8]
通过以下公知方法：以全氟-1，3-二甲基环己烷作为溶剂、以α，α’-偶氮二(异丁基腈)作为聚合催化剂，对以80重量％:20重量％调合全氟-1-金刚烷基丙烯酸酯和全氟甲基乙基丙烯酸酯而得的物质进行溶液热聚合，合成聚合物(II)。将该聚合物溶液与甲醇混合，并沉淀聚合物，然后洗涤、干燥，得到白色的粉末状聚合物。该聚合物通过凝胶渗透色谱法(GPC法)测定的数均分子量为25000。
混合42重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和58重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合23重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯、53重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和24重量％前述聚合物(II)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
在本实施例中，通过将芯树脂中所含的其它2官能以上的(甲基)丙烯酸酯，替换为具有全氟金刚烷结构的1官能的(甲基)丙烯酸酯，增大了芯树脂的折射率的温度依赖性，因此，减小了折射率差的温度依赖性。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.39。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[实施例9]
对于芯树脂、包层树脂，都使用如下得到的树脂固化物：添加二叔丁基过氧化物，代替实施例5配方中的Lucirin TPO；并且在循环式加热器中，在160℃下固化1小时，代替光固化。
如表2所示，本实施例中在23℃时的折射率差(％)为0.37，在85℃时的折射率差(％)为0.38。也就是说，可知即使从常温附近升温至使用温度区域的上限85℃，芯树脂的折射率相对于包层树脂的折射率，高0.3～0.4％左右，并且保持在±0.02％内的精度。
此外，如表2所示，23℃时的光损失和85℃时的光损失都低。由此可知，本实施例的光波导，其芯树脂和包层树脂的折射率差的温度依赖性小，同时，光学特性的温度依赖性也小，并且在使用温度区域中显示出优异的光学特性。
[比较例1]
混合30重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和70重量％二羟甲基三环[5.2.1.02，6]癸烷二丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合25.9重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)和74.1重量％二羟甲基三环[5.2.1.02，6]癸烷二丙烯酸酯，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
如表2所示，本实施例中在23℃、85℃时的折射率差(％)都为0.37，折射率差的温度依赖性良好。但是，23℃时的光损失为0.71，85℃时的光损失为0.72，可知，和实施例中所得的值相比，光损失非常大。也就是说，可知未使用具有全氟金刚烷结构的含氟单体而制作的比较例1的光波导，无法达到本发明的目的(即，将折射率差的温度依赖性和光学特性这两者都保持在良好的状态)，其特性不合要求。
[比较例2]
混合41.5重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和58.5重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％LucirinTPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为包层树脂。
另一方面，混合20重量％全氟环己基甲基丙烯酸酯和80重量％全氟八亚甲基-1，8-二(丙烯酰氧基甲基)，相对于100重量％混合物添加1重量％Lucirin TPO，使其光固化，得到树脂固化物，并使用该树脂固化物作为芯树脂。
如表2所示，本实施例中在85℃时的折射率差超过0.4％，可以认为折射率差的温度依赖性大。此外，23℃时的光损失为0.37，和实施例为相同程度，但是85℃时的光损失显示为大至3.20的值。也就是说，可知未使用具有全氟金刚烷结构的含氟单体而制作的比较例2的光波导，无法达到本发明的目的(即，将折射率差的温度依赖性和光学特性这两者都保持在良好的状态)，其特性不合要求。
发明详细说明项中所进行的具体实施方式或实施例，彻底明确地形成本发明的技术内容，但是不能狭义地解释为仅限定于这种具体例子，并且，在本发明的精神和后述的权利要求范围内，还可以进行各种变更并实施。
工业实用性
如上所述，本发明的光波导，包括以具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物，因此可以将折射率差的温度依赖性和光学特性这两者都保持在良好的状态。因此，本发明可以优选用作高速大容量通信用的单模用光波导等，并且可以广泛应用于互联网、便携电话等信息、通信产业。
Claims (12)
1、一种光波导，其包含使下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括具有全氟金刚烷结构的第一含氟单体。
2、如权利要求1所述的光波导，其中，上述第一含氟单体具有通式(1)表示的官能团：
[化1]
-Op-[(CR1R2)q-CH2-Or]5-COC(R3)＝CH2 …(1)
式中，R1和R2表示H或F，其相同或不同；R3表示H、CH3、F或CF3；p＝0或1；当p＝0时，q＝0～5，r＝1，s＝1，当p＝1时，q＝0或1，r＝0或1，s＝0～3；并且，(q+1)×s的上限为6。
3、如权利要求2所述的光波导，其中，上述第一含氟单体具有1个～3个由通式(1)表示的官能团。
4、如权利要求1所述的光波导，其包含使下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：上述第一含氟单体聚合而得到的聚合物、以及含有2个以上由通式(1)表示的官能团的第二含氟单体。
5、如权利要求4所述的光波导，其中，上述第二含氟单体的1种以上为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
6、如权利要求2所述的光波导，其包含使下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和2个以上由通式(1)表示的官能团的第三含氟单体、和该第三含氟单体以外的其它含氟单体。
7、如权利要求2所述的光波导，其包含使下述树脂组合物聚合而得到的树脂固化物，所述树脂组合物的构成成分包括：含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团的第四含氟单体，和上述第二含氟单体。
8、如权利要求7所述的光波导，其中，上述第二含氟单体的1种以上为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
9、如权利要求4所述的光波导，其中，上述聚合物由第四含氟单体和第五含氟单体聚合而得到，
所述第四含氟单体含有全氟金刚烷结构和1个由通式(1)表示的官能团，所述第五含氟单体是该第四含氟单体以外的含氟单体，并且含有1个由通式(1)表示的官能团，并且，
该光波导包括使以该聚合物和上述第二含氟单体作为构成成分的树脂组合物聚合而得的树脂固化物。
10、如权利要求9所述的光波导，其中，上述第二含氟单体是上述第三含氟单体和第三含氟单体以外的其它含氟单体。
11、如权利要求4所述的光波导，其中，上述聚合物是使上述第四含氟单体和上述第五含氟单体聚合而得的聚合物，并且上述第二含氟单体的1种以上为含有全氟金刚烷结构的第三含氟单体。
12、如权利要求1所述的光波导，其中，使用光自由基聚合法和/或热自由基聚合法制造上述树脂固化物。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP126541/2006 | 2006-04-28 | ||
| JP2006126541 | 2006-04-28 |
Publications (1)
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