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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-06
(45)【発行日】2022-09-14
(54)【発明の名称】反応性シルセスキオキサン化合物を含む光導波路形成用組成物
(51)【国際特許分類】
G02B 6/12 20060101AFI20220907BHJP
C08F 290/06 20060101ALI20220907BHJP
C08F 230/08 20060101ALI20220907BHJP
【ＦＩ】
G02B6/12 371
C08F290/06
C08F230/08
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019514666
(86)(22)【出願日】2018-04-27
(86)【国際出願番号】 JP2018017254
(87)【国際公開番号】W WO2018199305
(87)【国際公開日】2018-11-01
【審査請求日】2021-03-03
(31)【優先権主張番号】P 2017090221
(32)【優先日】2017-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003986
【氏名又は名称】日産化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001999
【氏名又は名称】特許業務法人はなぶさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】長澤 偉大
(72)【発明者】
【氏名】田所 佐代子
(72)【発明者】
【氏名】菓子野 翼
(72)【発明者】
【氏名】大森 健太郎
【審査官】山本 元彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１２９８１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０３００９０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１３３３７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０６９２６２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０１７４８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５１０１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３５４５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／００７６３９１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４
Ｃ０８Ｆ ２９０／０６
Ｃ０８Ｆ ２３０／０８
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと、式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合物である反応性シルセスキオキサン化合物１００質量部、及び（ｂ）式［３］で表されるフルオレン化合物１０～５００質量部を含む波長８５０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の長波長域用光導波路を形成するための光導波路形成用組成物。
【化1】
【化2】
【化3】
もよいナフタレンジイル基を表し、Ｌ３及びＬ４はそれぞれ独立して、炭素原子数１乃至６のアルキレン基を表し、ｍ及びｎはｍ＋ｎが０乃至４０となる０又は正の整数を表す。）
【請求項2】
（ｃ）前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を、前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物及び前記（ｂ）フルオレン化合物の総量１００質量部に対して、さらに１～１００質量部含む、請求項１に記載の光導波路形成用組成物。【請求項3】
前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有（メタ）アクリレート化合物を含む、請求項２に記載の光導波路形成用組成物。【請求項4】
前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくともモノ（メタ）アクリレート化合物を含む、請求項２又は請求項３に記載の光導波路形成用組成物。【請求項5】
前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有モノ（メタ）アクリレート化合物を含む、請求項２に記載の光導波路形成用組成物。【請求項6】
前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物が、式［１ａ］で表される化合物と式［２ａ］で表される化合物との重縮合物である、請求項１乃至請求項５のうち何れか一項に記載の光導波路形成用組成物。【化4】
【化5】
【請求項7】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光導波路形成用組成物を硬化した、硬化物。【請求項8】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光導波路形成用組成物を用いて作製された、光導波路。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長波長域においても低伝搬損失であり且つ高屈折率である光導波路形成用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、クラウドコンピューティングの発展やスマートフォン使用者の増加により、通信トラフィックは増加の一途をたどっている。そのため、送信された情報データが集中するデータサーバーにて、膨大な電力使用量が発生する、さらには処理量の限界が近づいている、といった問題が顕在化しており、これらを改善するための技術進展が急務となっている。その中で、情報を高密度かつ高速に処理できる技術として、サーバーボード内の一部の電気配線を光配線へと変更する、光電気混載基板（光電気複合基板ともいう）という技術が精力的に検討されている。
【0003】
光電気混載基板では、光伝送路である光導波路とともに、電気信号を光信号へ変換する光電変換素子が必要となる。光電変換素子の光源としては、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）やシリコンフォトニクスといった技術が知られている。特に、ＣＭＯＳやＭＥＭＳといった半導体プロセスの応用により発展したシリコンフォトニクスが、近年主流となっている。そのため、伝送される光の波長は、ＶＣＳＥＬの波長８５０ｎｍから、シリコンフォトニクスの波長１，３１０ｎｍや波長１，５５０ｎｍといった長波長域に変化している。
【0004】
これまで、波長１，３１０ｎｍや波長１，５５０ｎｍといった長波長域で高い透明性を示す光導波路としては、フッ素樹脂による光導波路が知られている（例えば、特許文献１）。これらは、当該長波長域に吸収を有するＣ－Ｈ結合をＣ－Ｆ結合に変更することで吸収波長域をシフトさせ、それにより低伝搬損失を実現している。
【0005】
また、基板内に高密度に光導波路を実装するため、曲げ半径の小さい曲線光導波路や、光電変換素子と接続する基板面に対して垂直方向の光導波路が考案されている。これらは、コア・クラッド間の屈折率差を高めて導波する光の閉じ込め効果を高める必要があり、高屈折率なコア形成用材料が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００５－２７５３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、長波長域で低伝搬損失を発現するフッ素樹脂は、屈折率が１．３～１．５と低く、上記のような高密度光導波路への適用には十分な屈折率を有していない。このように、長波長域においても低伝搬損失であり、かつ波長１，５５０ｎｍにおける屈折率が高い（例えば１．５６以上）光導波路形成材料は未だなく、その開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、特定の反応性シルセスキオキサン化合物と特定のフルオレン化合物を含有する組成物が、長波長域においても低い伝播損失と高い屈折率を実現する光導波路の形成に好適な材料となることを見出し、本発明を完成させた。
【0009】
すなわち本発明は、第１観点として、
（ａ）式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと、式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合物である反応性シルセスキオキサン化合物１００質量部、及び
（ｂ）式［３］で表されるフルオレン化合物１０～５００質量部
を含む光導波路形成用組成物に関する。
（式中、Ａｒ1は重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するフェニル基、重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するナフチル基、又は重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するビフェニル基を表し、Ｒ1はメチル基又はエチル基を表す。）
（式中、Ａｒ2は炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基、炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよい縮合多環芳香族炭化水素基、又は複数の芳香環が単結合で直接結合している炭化水素環集合基（炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよい）を表し、Ｒ2はメチル基又はエチル基を表す。）
（式中、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｌ1及びＬ2はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよいフェニレン基、又は置換基を有していてもよいナフタレンジイル基を表し、Ｌ3及びＬ4はそれぞれ独立して、炭素原子数１乃至６のアルキレン基を表し、ｍ及びｎはｍ＋ｎが０乃至４０となる０又は正の整数を表す。）
第２観点として、（ｃ）前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を、前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物及び前記（ｂ）フルオレン化合物の総量１００質量部に対して、さらに１～１００質量部含む、第１観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第３観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第４観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくともモノ（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点又は第３観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第５観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有モノ（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第６観点として、前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物が、式［１ａ］で表される化合物と式［２ａ］で表される化合物との重縮合物である、第１観点乃至第５観点のうち何れか一に記載の光導波路形成用組成物に関する。
（式中、Ｒ1は前記と同じ意味を表す。）
（式中、Ｒ2は前記と同じ意味を表す。）
第７観点として、第１観点乃至第６観点の何れか一に記載の光導波路形成用組成物を硬化した、硬化物に関する。
第８観点として、第１観点乃至第６観点の何れか一に記載の光導波路形成用組成物を用いて作製された、光導波路に関する。
（ａ）式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと、式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合物である反応性シルセスキオキサン化合物１００質量部、及び
（ｂ）式［３］で表されるフルオレン化合物１０～５００質量部
を含む光導波路形成用組成物に関する。
【化1】
【化2】
【化3】
第２観点として、（ｃ）前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を、前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物及び前記（ｂ）フルオレン化合物の総量１００質量部に対して、さらに１～１００質量部含む、第１観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第３観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第４観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくともモノ（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点又は第３観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第５観点として、前記（ｃ）（メタ）アクリレート化合物が、少なくとも芳香環含有モノ（メタ）アクリレート化合物を含む、第２観点に記載の光導波路形成用組成物に関する。
第６観点として、前記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物が、式［１ａ］で表される化合物と式［２ａ］で表される化合物との重縮合物である、第１観点乃至第５観点のうち何れか一に記載の光導波路形成用組成物に関する。
【化4】
【化5】
第７観点として、第１観点乃至第６観点の何れか一に記載の光導波路形成用組成物を硬化した、硬化物に関する。
第８観点として、第１観点乃至第６観点の何れか一に記載の光導波路形成用組成物を用いて作製された、光導波路に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の光導波路形成用組成物は、高い屈折率及び例えば１，５５０ｎｍ程度の長波長域においても光伝搬損失が低いという優れた光学特性を有し、光導波路の形成材料として有用である。
また本発明の光導波路形成用組成物は、フォトリソグラフィーにより光導波路を形成可能であり、また基板表面に対して所望の傾斜角を有する所謂光ピンと呼ばれる光導波路も作製できる。
そして本発明は、長波長域での非常に高い透明性（低伝搬損失）を有する光導波路の提供が期待できる。
また本発明の光導波路形成用組成物は、フォトリソグラフィーにより光導波路を形成可能であり、また基板表面に対して所望の傾斜角を有する所謂光ピンと呼ばれる光導波路も作製できる。
そして本発明は、長波長域での非常に高い透明性（低伝搬損失）を有する光導波路の提供が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
＜＜光導波路形成用組成物＞＞
本発明の光導波路形成用組成物は、成分（ａ）として特定の反応性シルセスキオキサン化合物、及び、成分（ｂ）として特定のフルオレン化合物を含む光導波路形成用組成物である。
以下、各成分の詳細を説明する。
本発明の光導波路形成用組成物は、成分（ａ）として特定の反応性シルセスキオキサン化合物、及び、成分（ｂ）として特定のフルオレン化合物を含む光導波路形成用組成物である。
以下、各成分の詳細を説明する。
【0013】
＜（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物＞
本発明に用いられる（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物は、後述する特定構造のアルコキシシラン化合物Ａと特定構造のアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合物であり、詳細には、これら化合物Ａ及び化合物Ｂを、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる化合物である。
本発明に用いられる（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物は、後述する特定構造のアルコキシシラン化合物Ａと特定構造のアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合物であり、詳細には、これら化合物Ａ及び化合物Ｂを、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる化合物である。
【0014】
［アルコキシシラン化合物Ａ］
前記アルコキシシラン化合物Ａは、下記式［１］で表される化合物である。
上記式［１］中、Ａｒ1は重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するフェニル基、重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するナフチル基、又は重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するビフェニル基を表し、Ｒ1はメチル基又はエチル基を表す。
前記アルコキシシラン化合物Ａは、下記式［１］で表される化合物である。
【化6】
【0015】
Ａｒ1が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するフェニル基としては、例えば、２－ビニルフェニル基、３－ビニルフェニル基、４－ビニルフェニル基、４－ビニルオキシフェニル基、４－アリルフェニル基、４－アリルオキシフェニル基、４－イソプロペニルフェニル基等が挙げられる。
Ａｒ1が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するナフチル基としては、例えば、４－ビニルナフタレン－１－イル基、５－ビニルナフタレン－１－イル基、６－ビニルナフタレン－２－イル基、４－アリルオキシナフタレン－１－イル基、５－アリルオキシナフタレン－１－イル基、８－アリルオキシナフタレン－１－イル基、５－ビニルオキシナフタレン－１－イル基、４－アリルナフタレン－１－イル基、５－アリルナフタレン－１－イル基、５－イソプロペニルナフタレン－１－イル基等が挙げられる。
Ａｒ1が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するビフェニル基としては、例えば、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－２－イル基、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－３－イル基、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－ビニルオキシ－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－アリル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－アリルオキシ－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－イソプロペニル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基等が挙げられる。
Ａｒ1が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するナフチル基としては、例えば、４－ビニルナフタレン－１－イル基、５－ビニルナフタレン－１－イル基、６－ビニルナフタレン－２－イル基、４－アリルオキシナフタレン－１－イル基、５－アリルオキシナフタレン－１－イル基、８－アリルオキシナフタレン－１－イル基、５－ビニルオキシナフタレン－１－イル基、４－アリルナフタレン－１－イル基、５－アリルナフタレン－１－イル基、５－イソプロペニルナフタレン－１－イル基等が挙げられる。
Ａｒ1が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも１つ有するビフェニル基としては、例えば、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－２－イル基、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－３－イル基、４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－ビニルオキシ－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－アリル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－アリルオキシ－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基、４'－イソプロペニル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル基等が挙げられる。
【0016】
上記式［１］で表される化合物の具体例としては、例えば、トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン、トリエトキシ（４－ビニルフェニル）シラン、（４－イソプロペニルフェニル）トリメトキシシラン、トリメトキシ（４－ビニル－１－ナフチル）シラン、トリメトキシ（４'－ビニル－［１，１'－ビフェニル］－４－イル）シラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0017】
［アルコキシシラン化合物Ｂ］
前記アルコキシシラン化合物Ｂは、下記式［２］で表される化合物である。
上記式［２］中、Ａｒ2は炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基、炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよい縮合多環芳香族炭化水素基、又は複数の芳香環が単結合で直接結合している炭化水素環集合基（炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよい）を表し、Ｒ2はメチル基又はエチル基を表す。
前記アルコキシシラン化合物Ｂは、下記式［２］で表される化合物である。
【化7】
【0018】
Ａｒ2が表す炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、ｏ－トリル基、ｍ－トリル基、ｐ－トリル基、２，４，６－トリメチルフェニル基、４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル基等が挙げられる。
Ａｒ2が表す縮合多環芳香族炭化水素基としては、例えば、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ビフェニレン、フルオレンから誘導される１価の基等が挙げられる。
また複数の芳香環が単結合で直接結合している炭化水素環集合基としては、例えば、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ビナフタレン、フェニルナフタレン、フェニルフルオレン、ジフェニルフルオレンから誘導される１価の基等が挙げられる。
なお上記フェニル基、縮合多環芳香族炭化水素基及び炭化水素環集合基において、置換基として有し得る炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、シクロペンチル基、ｎ－ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
上記Ａｒ2としては、中でも、炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表す基であることが好ましい。
Ａｒ2が表す縮合多環芳香族炭化水素基としては、例えば、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ビフェニレン、フルオレンから誘導される１価の基等が挙げられる。
また複数の芳香環が単結合で直接結合している炭化水素環集合基としては、例えば、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ビナフタレン、フェニルナフタレン、フェニルフルオレン、ジフェニルフルオレンから誘導される１価の基等が挙げられる。
なお上記フェニル基、縮合多環芳香族炭化水素基及び炭化水素環集合基において、置換基として有し得る炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、シクロペンチル基、ｎ－ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
上記Ａｒ2としては、中でも、炭素原子数１乃至６のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表す基であることが好ましい。
【0019】
上記式［２］で表される化合物の具体例としては、例えば、トリメトキシ（フェニル）シラン、トリエトキシ（フェニル）シラン、トリメトキシ（ｐ－トリル）シラン、トリメトキシ（１－ナフチル）シラン、トリエトキシ（１－ナフチル）シラン、トリメトキシ（２－ナフチル）シラン、トリエトキシ（２－ナフチル）シラン、トリメトキシ（２－フェナントリル）シラン、トリメトキシ（３－フェナントリル）シラン、トリメトキシ（９－フェナントリル）シラン、トリエトキシ（９－フェナントリル）シラン、［１，１'－ビフェニル］－４－イルトリメトキシシラン、［１，１'－ビフェニル］－４－イルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0020】
中でも（ａ）成分の反応性シルセスキオキサン化合物としては、下記式［１ａ］で表される化合物と、下記式［２ａ］で表される化合物とを、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シルセスキオキサン化合物が好ましい。
上記式［１ａ］中、Ｒ1は前記と同じ意味を表す。
上記式［２ａ］中、Ｒ2は前記と同じ意味を表す。
【化8】
【化9】
【0021】
［アルコキシシラン化合物Ａとアルコキシシラン化合物Ｂの配合割合］
（ａ）成分の反応性シルセスキオキサン化合物に用いる、式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂの重縮合反応にかかる配合モル比は特に限定されないが、硬化物の物性を安定させる目的から、通常、アルコキシシラン化合物Ａ：アルコキシシラン化合物Ｂ＝５：１～１：５の範囲が好ましい。より好ましくは３：１～１：３の間で配合される範囲である。アルコキシシラン化合物Ｂの配合モル数に対するアルコキシシラン化合物Ａの配合モル比を５以下とすることで、より高屈折率を有する硬化物を得ることができる。また、アルコキシシラン化合物Ｂの配合モル数に対するアルコキシシラン化合物Ａの配合モル比を１／５以上とすることで、十分な架橋密度が得られ、熱に対する寸法安定性がより向上する。
上述のアルコキシシラン化合物Ａ及びアルコキシシラン化合物Ｂは、必要に応じて適宜化合物を選択して用いることができ、またそれぞれ複数種の化合物を併用することもできる。この場合の配合モル比も、アルコキシシラン化合物Ａのモル量の総計と、アルコキシシラン化合物Ｂのモル量の総計の比が、上記の範囲となる。
（ａ）成分の反応性シルセスキオキサン化合物に用いる、式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂの重縮合反応にかかる配合モル比は特に限定されないが、硬化物の物性を安定させる目的から、通常、アルコキシシラン化合物Ａ：アルコキシシラン化合物Ｂ＝５：１～１：５の範囲が好ましい。より好ましくは３：１～１：３の間で配合される範囲である。アルコキシシラン化合物Ｂの配合モル数に対するアルコキシシラン化合物Ａの配合モル比を５以下とすることで、より高屈折率を有する硬化物を得ることができる。また、アルコキシシラン化合物Ｂの配合モル数に対するアルコキシシラン化合物Ａの配合モル比を１／５以上とすることで、十分な架橋密度が得られ、熱に対する寸法安定性がより向上する。
上述のアルコキシシラン化合物Ａ及びアルコキシシラン化合物Ｂは、必要に応じて適宜化合物を選択して用いることができ、またそれぞれ複数種の化合物を併用することもできる。この場合の配合モル比も、アルコキシシラン化合物Ａのモル量の総計と、アルコキシシラン化合物Ｂのモル量の総計の比が、上記の範囲となる。
【0022】
［酸又は塩基性触媒］
上記式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと、上記式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合反応は、酸又は塩基性触媒の存在下で好適に実施される。
上記重縮合反応に用いる触媒は、後述の溶媒に溶解する、又は均一分散する限りにおいては特にその種類は限定されず、必要に応じて適宜選択して用いることができる。
用いることのできる触媒としては、例えば、酸性化合物として、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸、酢酸、シュウ酸などの有機酸等；塩基性化合物として、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウム、第四級アンモニウム塩、アミン類等；フッ化物塩として、ＮＨ4Ｆ、ＮＲ4Ｆ等が挙げられる。なお、ここでＲは、水素原子、炭素原子数１乃至１２の直鎖状アルキル基、炭素原子数３乃至１２の分枝状アルキル基、及び炭素原子数３乃至１２の環状アルキル基からなる群から選ばれる一種以上の基である。
これら触媒は、一種単独で、又は複数種を併用することもできる。
上記式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと、上記式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとの重縮合反応は、酸又は塩基性触媒の存在下で好適に実施される。
上記重縮合反応に用いる触媒は、後述の溶媒に溶解する、又は均一分散する限りにおいては特にその種類は限定されず、必要に応じて適宜選択して用いることができる。
用いることのできる触媒としては、例えば、酸性化合物として、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸、酢酸、シュウ酸などの有機酸等；塩基性化合物として、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウム、第四級アンモニウム塩、アミン類等；フッ化物塩として、ＮＨ4Ｆ、ＮＲ4Ｆ等が挙げられる。なお、ここでＲは、水素原子、炭素原子数１乃至１２の直鎖状アルキル基、炭素原子数３乃至１２の分枝状アルキル基、及び炭素原子数３乃至１２の環状アルキル基からなる群から選ばれる一種以上の基である。
これら触媒は、一種単独で、又は複数種を併用することもできる。
【0023】
上記酸性化合物としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、シュウ酸、ホウ酸等が挙げられる。
【0024】
上記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、トリエチルアミン等が挙げられる。
【0025】
上記フッ化物塩としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム等を挙げることができる。
【0026】
これら触媒のうち、好ましく用いられるのは、塩酸、酢酸、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム及び水酸化テトラエチルアンモニウムからなる群から選ばれる一種以上である。
触媒の使用量は、上記アルコキシシラン化合物Ａとアルコキシシラン化合物Ｂとの合計質量に対し、０．０１～１０質量％、好ましくは０．１～５質量％である。触媒の使用量を０．０１質量％以上とすることで反応がより良好に進行する。また、経済性を考慮すれば、１０質量％以下の使用で十分である。
触媒の使用量は、上記アルコキシシラン化合物Ａとアルコキシシラン化合物Ｂとの合計質量に対し、０．０１～１０質量％、好ましくは０．１～５質量％である。触媒の使用量を０．０１質量％以上とすることで反応がより良好に進行する。また、経済性を考慮すれば、１０質量％以下の使用で十分である。
【0027】
［重縮合反応］
本発明にかかる反応性シルセスキオキサン化合物は、アルコキシシラン化合物Ａの構造が一つの特徴となっている。本発明に用いられるアルコキシシラン化合物Ａに含まれる反応性基（重合性二重結合）は、ラジカル又はカチオンによって容易に重合し、重合後（硬化後）は高い耐熱性を示す。
アルコキシシラン化合物Ａとアルコキシシラン化合物Ｂの加水分解重縮合反応は、無溶媒下で行うことも可能だが、後述するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの両アルコキシシラン化合物に対して不活性な溶媒を反応溶媒として用いることも可能である。反応溶媒を用いる場合は、反応系を均一にしやすく、より安定した重縮合反応を行えるという利点がある。
本発明にかかる反応性シルセスキオキサン化合物は、アルコキシシラン化合物Ａの構造が一つの特徴となっている。本発明に用いられるアルコキシシラン化合物Ａに含まれる反応性基（重合性二重結合）は、ラジカル又はカチオンによって容易に重合し、重合後（硬化後）は高い耐熱性を示す。
アルコキシシラン化合物Ａとアルコキシシラン化合物Ｂの加水分解重縮合反応は、無溶媒下で行うことも可能だが、後述するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの両アルコキシシラン化合物に対して不活性な溶媒を反応溶媒として用いることも可能である。反応溶媒を用いる場合は、反応系を均一にしやすく、より安定した重縮合反応を行えるという利点がある。
【0028】
反応性シルセスキオキサン化合物の合成反応は、前述のように無溶媒で行ってもよいが、反応をより均一化させるために溶媒を使用しても問題ない。溶媒は、両アルコキシシラン化合物と反応せず、その重縮合物を溶解するものであれば特に限定されない。
このような反応溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４－ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル（ＣＰＭＥ）等のエーテル類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール等のグリコールエーテル類；Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド類などが挙げられる。これら溶媒は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。
このような反応溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４－ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル（ＣＰＭＥ）等のエーテル類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール等のグリコールエーテル類；Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド類などが挙げられる。これら溶媒は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。
【0029】
本発明で用いる反応性シルセスキオキサン化合物は、式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとを、酸又は塩基性触媒の存在下で、加水分解重縮合を行うことにより得られる。加水分解重縮合にかかる反応温度は２０～１５０℃、より好ましくは３０～１２０℃である。
反応時間は、重縮合物の分子量増加が終了し、分子量分布が安定するのに必要な時間以上なら、特に制限は受けず、より具体的には数時間から数日間である。
重縮合反応の終了後、得られた反応性シルセスキオキサン化合物をろ過、溶媒留去等の任意の方法で回収し、必要に応じて適宜精製処理を行うことが好ましい。
反応時間は、重縮合物の分子量増加が終了し、分子量分布が安定するのに必要な時間以上なら、特に制限は受けず、より具体的には数時間から数日間である。
重縮合反応の終了後、得られた反応性シルセスキオキサン化合物をろ過、溶媒留去等の任意の方法で回収し、必要に応じて適宜精製処理を行うことが好ましい。
【0030】
また、上記式［１］で表されるアルコキシシラン化合物Ａと式［２］で表されるアルコキシシラン化合物Ｂとを、塩基の存在下で重縮合し、陽イオン交換樹脂を用いて塩基を除去することによっても、反応性シルセスキオキサン化合物を得ることができる。
上記塩基並びにその使用量は、上述した塩基性化合物及びフッ化物塩からなる群から選択される一種以上の化合物、またその使用量を採用し得、好ましくは水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム及び水酸化テトラエチルアンモニウムからなる群から選ばれる一種以上のものを塩基として使用できる。
また重縮合反応に用いる反応条件や反応溶媒等は上述したものを採用できる。
そして反応終了後、塩基の除去に使用する陽イオン交換樹脂としてはスルホ基をイオン基として有するイオン交換樹脂が好ましく用いられる。
上記塩基並びにその使用量は、上述した塩基性化合物及びフッ化物塩からなる群から選択される一種以上の化合物、またその使用量を採用し得、好ましくは水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム及び水酸化テトラエチルアンモニウムからなる群から選ばれる一種以上のものを塩基として使用できる。
また重縮合反応に用いる反応条件や反応溶媒等は上述したものを採用できる。
そして反応終了後、塩基の除去に使用する陽イオン交換樹脂としてはスルホ基をイオン基として有するイオン交換樹脂が好ましく用いられる。
【0031】
このような反応によって得られた重縮合物（反応性シルセスキオキサン化合物）は、ＧＰＣによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Ｍｗが５００～１００，０００、好ましくは５００～３０，０００であり、分散度：Ｍｗ（重量平均分子量）／Ｍｎ（数平均分子量）は１．０～１０である。
なお、上記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物は、［Ａｒ1ＳｉＯ3/2］及び［Ａｒ2ＳｉＯ3/2］で表されるシロキサン単位を少なくとも有する、架橋構造を持つ化合物である。
なお、上記（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物は、［Ａｒ1ＳｉＯ3/2］及び［Ａｒ2ＳｉＯ3/2］で表されるシロキサン単位を少なくとも有する、架橋構造を持つ化合物である。
【0032】
＜（ｂ）フルオレン化合物＞
本発明に用いられる（ｂ）フルオレン化合物は、式［３］で表される化合物である。
上記式［３］中、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｌ1及びＬ2はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよいフェニレン基、又は置換基を有していてもよいナフタレンジイル基を表し、Ｌ3及びＬ4はそれぞれ独立して、炭素原子数１乃至６のアルキレン基を表し、ｍ及びｎはｍ＋ｎが０乃至４０となる０又は正の整数を表す。
本発明に用いられる（ｂ）フルオレン化合物は、式［３］で表される化合物である。
【化10】
【0033】
Ｌ1及びＬ2が表す置換基を有していてもよいフェニレン基としては、例えば、ｏ－フェニレン基、ｍ－フェニレン基、ｐ－フェニレン基、２－メチルベンゼン－１，４－ジイル基、２－アミノベンゼン－１，４－ジイル基、２，４－ジブロモベンゼン－１，３－ジイル基、２，６－ジブロモベンゼン－１，４－ジイル基等が挙げられる。
また、Ｌ1及びＬ2が表す置換基を有していてもよいナフタレンジイル基としては、１，２－ナフタレンジイル基、１，４－ナフタレンジイル基、１，５－ナフタレンジイル基、１，８－ナフタレンジイル基、２，３－ナフタレンジイル基、２，６－ナフタレンジイル基等が挙げられる。
また、Ｌ1及びＬ2が表す置換基を有していてもよいナフタレンジイル基としては、１，２－ナフタレンジイル基、１，４－ナフタレンジイル基、１，５－ナフタレンジイル基、１，８－ナフタレンジイル基、２，３－ナフタレンジイル基、２，６－ナフタレンジイル基等が挙げられる。
【0034】
Ｌ3及びＬ4が表す炭素原子数１乃至６のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、１－メチルエチレン基、テトラメチレン基、１－メチルトリメチレン基、１，１－ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、１－メチルテトラメチレン基、２－メチルテトラメチレン基、１，１－ジメチルトリメチレン基、１，２－ジメチルトリメチレン基、２，２－ジメチルトリメチレン基、１－エチルトリメチレン基、ヘキサメチレン基、１－メチルペンタメチレン基、２－メチルペンタメチレン基、３－メチルペンタメチレン基、１，１－ジメチルテトラメチレン基、１，２－ジメチルテトラメチレン基、２，２－ジメチルテトラメチレン基、１－エチルテトラメチレン基、１，１，２－トリメチルトリメチレン基、１，２，２－トリメチルトリメチレン基、１－エチル－１－メチルトリメチレン基、１－エチル－２－メチルトリメチレン基等が挙げられる。
【0035】
式［３］で表される化合物において、ｍ及びｎは、ｍ＋ｎが０乃至３０となる場合が好ましく、ｍ＋ｎが２乃至２０となる場合がより好ましい。
【0036】
上記式［３］で表される化合物の具体例としては、例えば、９，９－ビス（４－（２－（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）－９Ｈ－フルオレン、オグソール（登録商標）ＥＡ－０２００、同ＥＡ－０３００、同ＥＡ－Ｆ５００３、同ＥＡ－Ｆ５５０３、同ＥＡ－Ｆ５５１０、同ＥＡ－Ｆ５７１０、同ＧＡ－５０００［以上、大阪ガスケミカル（株）製］、ＮＫエステルＡ－ＢＰＥＦ［新中村化学工業（株）製］等が挙げられるが、これらに限定されるものではない（なお、本明細書において（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基の双方を指す。）。
【0037】
本発明の光導波路形成用組成物において、（ｂ）成分の含有量は、（ａ）成分１００質量部に対し１０～５００質量部である。中でも、３０～２５０質量部が好ましい。
【0038】
＜（ｃ）前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物＞
本発明の光導波路形成用組成物は、さらに（ｃ）成分として、前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を含み得る。なお、本明細書において（メタ）アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの双方を指す。
中でも、（ｃ）成分として、少なくとも芳香環含有（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましく、あるいはまた、少なくともモノ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。特に、（ｃ）成分として、少なくとも芳香環含有モノ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。
本発明の光導波路形成用組成物は、さらに（ｃ）成分として、前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を含み得る。なお、本明細書において（メタ）アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの双方を指す。
中でも、（ｃ）成分として、少なくとも芳香環含有（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましく、あるいはまた、少なくともモノ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。特に、（ｃ）成分として、少なくとも芳香環含有モノ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。
【0039】
このような（ｃ）成分の（メタ）アクリレート化合物としては、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、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、２，２，２－トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、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、２，３－ジ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、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、１－フェニルエチル（メタ）アクリレート、２－フェニルエチル（メタ）アクリレート、１－ナフチル（メタ）アクリレート、１－ナフチルメチル（メタ）アクリレート、２－ナフチル（メタ）アクリレート、２－ナフチルメチル（メタ）アクリレート、９－アントリル（メタ）アクリレート、９－アントリルメチル（メタ）アクリレート、９－フェナントリル（メタ）アクリレート、９－フェナントリルメチル（メタ）アクリレート、１－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、３－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、４－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、２－（２－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、２－（３－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、２－（４－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ｏ－フェニルフェノール（メタ）アクリレートなどのモノ（メタ）アクリレート化合物；ネオペンチルグリコールジ（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、トリメチロールエタントリ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、２－（５－エチル－５－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－イル）－２－メチルプロパン－１－オール＝ジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性２－（５－エチル－５－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－イル）－２－メチルプロパン－１－オール＝ジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド変性２－（５－エチル－５－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－イル）－２－メチルプロパン－１－オール＝ジ（メタ）アクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。
【0040】
これらの中でも、ベンジル（メタ）アクリレート、２－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、３－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、４－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、２－（２－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、２－（３－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、２－（４－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ｏ－フェニルフェノール（メタ）アクリレートが好ましく、ベンジル（メタ）アクリレート、３－フェノキシベンジル（メタ）アクリレート、２－（２－ビフェニリルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ｏ－フェニルフェノール（メタ）アクリレートがより好ましく、ベンジル（メタ）アクリレートがより一層好ましい。
また、２－（５－エチル－５－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－イル）－２－メチルプロパン－１－オール＝ジ（メタ）アクリレートが好ましい。
また、２－（５－エチル－５－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキサン－２－イル）－２－メチルプロパン－１－オール＝ジ（メタ）アクリレートが好ましい。
【0041】
また、これらの（メタ）アクリレート化合物は、市販品として容易に入手が可能であり、例えば、ＨＥＡ、ＨＰＡ、４－ＨＢＡ、ＡＩＢ、ＴＢＡ、ビスコート３Ｆ、４Ｆ、８Ｆ、８ＦＭ、＃２９５、＃３００、＃８０２、＃１６０、＃１９２、＃７００ＨＶ、＃５４０［以上、大阪有機化学工業（株）製］；ライトアクリレートＮＰ－Ａ、ＴＭＰ－Ａ、ＰＥ－３Ａ、ＰＥ－４Ａ、ＤＰＥ－６Ａ、ＰＯ－Ａ、Ｐ２Ｈ－Ａ、Ｐ－２００Ａ、ＢＡ－１０４、ＢＰ－４ＥＡＬ、ＢＰ－４ＰＡ、ライトエステルＥ、ＮＢ、ＩＢ、ＴＢ、Ｍ－３Ｆ、ＨＯＡ（Ｎ）、ＨＯ－２５０（Ｎ）、ＨＯＰ（Ｎ）、ＨＯＰ－Ａ（Ｎ）、ＨＯＢ（Ｎ）、ＮＰ、ＴＭＰ、ＢＺ、ＰＯ、ＢＰ－２ＥＭＫ［以上、共栄社化学（株）製］；ＮＫエステルＮＰＧ、Ａ－ＴＭＭ－３、Ａ－ＴＭＭ－３Ｌ、Ａ－ＴＭＭ－３ＬＭ－Ｎ、Ａ－ＴＭＰＴ、ＴＭＰＴ、Ａ－ＴＭＭＴ、ＡＤ－ＴＭＰ、Ａ－９５５０、Ａ－ＤＰＨ、ＡＭＰ－２０ＧＹ、ＰＨＥ－１Ｇ、Ａ－ＬＥＮ－１０、ＡＢＥ－３００、Ａ－ＢＰＥ－４、Ａ－ＢＰＥ－１０、Ａ－ＢＰＥ－２０、Ａ－ＢＰＥ－３０、Ａ－ＢＰＰ－３、Ａ－Ｂ１２０６ＰＥ、ＢＰＥ－８０Ｎ、ＢＰＥ－１００、ＢＰＥ－２００、ＢＰＥ－５００、ＢＰＥ－９００、ＢＰＥ－１３００Ｎ、Ａ－９３００、Ａ－９３００－１ＣＬ、Ａ－ＤＯＧ［以上、新中村化学工業（株）製］；アロニックス（登録商標）Ｍ－３０９、Ｍ－３０６、Ｍ－３０５、Ｍ－３０３、Ｍ－４５２、Ｍ－４５０、Ｍ－４０８、Ｍ－４０３、Ｍ－４００、Ｍ－４０２、Ｍ－４０４、Ｍ－４０６、Ｍ－４０５、Ｍ－１０１Ａ、Ｍ－１０２、Ｍ－１０６、Ｍ－１１０、Ｍ－１１１、Ｍ－１１３、Ｍ－１１７、Ｍ－５７００、Ｍ－２０８、Ｍ－２１１Ｂ、Ｍ－２１５、Ｍ－３１３、Ｍ－３１５［以上、東亞合成（株）製］；ブレンマー（登録商標）ＡＡＥ－３００、ＰＡＥ－１００、４３ＰＡＰＥ－６００Ｂ、ＡＮＰ－３００、７５ＡＮＥＰ－６００、ＰＤＢＥ－２００、ＰＤＢＥ－２５０、ＰＤＢＥ－４５０、ＰＤＢＥ－１３００、ＰＤＢＰＥ［以上、日油（株）製］；ＫＡＹＡＲＡＤ ＮＰＧＤＡ、ＴＭＰＴＡ、ＰＥＴ－３０、Ｔ－１４２０（Ｔ）、Ｄ－３１０、ＤＰＨＡ、ＤＰＣＡ－２０、ＤＰＣＡ－３０、ＤＰＣＡ－６０、ＤＰＣＡ－１２０、Ｒ－１２８Ｈ、Ｒ－５５１、Ｒ－７１２［以上、日本化薬（株）製］等が挙げられる。
【0042】
（ｃ）前記（ｂ）フルオレン化合物に属さない（メタ）アクリレート化合物を添加する場合、（メタ）アクリレート化合物は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その添加量としては、（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して１～５０質量部、好ましくは１～２５質量部、さらに好ましくは５～２５質量部である。
【0043】
＜その他添加剤＞
さらに本発明の光導波路形成用組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、重合開始剤、連鎖移動剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、レベリング剤、レオロジー調整剤、シランカップリング剤等の接着補助剤、顔料、染料、消泡剤などを含有することができる。またその他重合可能な化合物を含んでいてもよい。
さらに本発明の光導波路形成用組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、重合開始剤、連鎖移動剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、レベリング剤、レオロジー調整剤、シランカップリング剤等の接着補助剤、顔料、染料、消泡剤などを含有することができる。またその他重合可能な化合物を含んでいてもよい。
【0044】
上記重合開始剤としては、光重合開始剤及び熱重合開始剤の何れも使用できる。
光重合開始剤としては、例えば、アルキルフェノン類、ベンゾフェノン類、アシルホスフィンオキシド類、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート類、オキシムエステル類、テトラメチルチウラムモノスルフィド類、チオキサントン類等が挙げられる。
特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、最新ＵＶ硬化技術（１５９頁、発行人：高薄一弘、発行所：（株）技術情報協会、１９９１年発行）に記載されているものが挙げられる。
市販されている光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４、同３６９、同６５１、同５００、同８１９、同９０７、同７８４、同２９５９、同ＣＧＩ１７００、同ＣＧＩ１７５０、同ＣＧＩ１８５０、同ＣＧ２４－６１、同ＴＰＯ、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１１６、同１１７３［以上、ＢＡＳＦジャパン（株）製］、ＥＳＡＣＵＲＥ ＫＩＰ１５０、同ＫＩＰ６５ＬＴ、同ＫＩＰ１００Ｆ、同ＫＴ３７、同ＫＴ５５、同ＫＴＯ４６、同ＫＩＰ７５［以上、ランベルティ社製］等を挙げることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アルキルフェノン類、ベンゾフェノン類、アシルホスフィンオキシド類、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート類、オキシムエステル類、テトラメチルチウラムモノスルフィド類、チオキサントン類等が挙げられる。
特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、最新ＵＶ硬化技術（１５９頁、発行人：高薄一弘、発行所：（株）技術情報協会、１９９１年発行）に記載されているものが挙げられる。
市販されている光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４、同３６９、同６５１、同５００、同８１９、同９０７、同７８４、同２９５９、同ＣＧＩ１７００、同ＣＧＩ１７５０、同ＣＧＩ１８５０、同ＣＧ２４－６１、同ＴＰＯ、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１１６、同１１７３［以上、ＢＡＳＦジャパン（株）製］、ＥＳＡＣＵＲＥ ＫＩＰ１５０、同ＫＩＰ６５ＬＴ、同ＫＩＰ１００Ｆ、同ＫＴ３７、同ＫＴ５５、同ＫＴＯ４６、同ＫＩＰ７５［以上、ランベルティ社製］等を挙げることができる。
【0045】
また熱重合開始剤としては、例えば、アゾ類、有機過酸化物類等が挙げられる。
市販されているアゾ系熱重合開始剤としては、例えば、Ｖ－３０、Ｖ－４０、Ｖ－５９、Ｖ－６０、Ｖ－６５、Ｖ－７０［以上、富士フイルム和光純薬（株）（旧和光純薬工業（株））製］等を挙げることができる。
また市販されている有機過酸化物系熱重合開始剤としては、例えば、パーカドックス（登録商標）ＣＨ、同ＢＣ－ＦＦ、同１４、同１６、トリゴノックス（登録商標）２２、同２３、同１２１、カヤエステル（登録商標）Ｐ、同Ｏ、カヤブチル（登録商標）Ｂ［以上、化薬アクゾ（株）製］、パーヘキサ（登録商標）ＨＣ、パークミル（登録商標）Ｈ、パーオクタ（登録商標）Ｏ、パーヘキシル（登録商標）Ｏ、同Ｚ、パーブチル（登録商標）Ｏ、同Ｚ［以上、日油（株）製］等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
市販されているアゾ系熱重合開始剤としては、例えば、Ｖ－３０、Ｖ－４０、Ｖ－５９、Ｖ－６０、Ｖ－６５、Ｖ－７０［以上、富士フイルム和光純薬（株）（旧和光純薬工業（株））製］等を挙げることができる。
また市販されている有機過酸化物系熱重合開始剤としては、例えば、パーカドックス（登録商標）ＣＨ、同ＢＣ－ＦＦ、同１４、同１６、トリゴノックス（登録商標）２２、同２３、同１２１、カヤエステル（登録商標）Ｐ、同Ｏ、カヤブチル（登録商標）Ｂ［以上、化薬アクゾ（株）製］、パーヘキサ（登録商標）ＨＣ、パークミル（登録商標）Ｈ、パーオクタ（登録商標）Ｏ、パーヘキシル（登録商標）Ｏ、同Ｚ、パーブチル（登録商標）Ｏ、同Ｚ［以上、日油（株）製］等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0046】
重合開始剤を添加する場合、重合開始剤は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その添加量としては、重合性成分、すなわち上記（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、また（ｃ）成分を含む場合には（ａ）成分乃至（ｃ）成分の総量１００質量部に対して、０．１～２０質量部、さらに好ましくは０．３～１０質量部である。
【0047】
上記連鎖移動剤としては、例えば、チオール化合物として、メルカプト酢酸メチル、３－メルカプトプロピオン酸メチル、３－メルカプトプロピオン酸２－エチルヘキシル、３－メルカプトプロピオン酸３－メトキシブチル、３－メルカプトプロピオン酸ｎ－オクチル、３－メルカプトプロピオン酸ステアリル、１，４－ビス（３－メルカプトプロピオニルオキシ）ブタン、１，４－ビス（３－メルカプトブチリルオキシ）ブタン、トリメチロールエタントリス（３－メルカプトプロピオネート）、トリメチロールエタントリス（３－メルカプトブチレート）、トリメチロールプロパントリス（３－メルカプトプロピオネート）、トリメチロールプロパントリス（３－メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３－メルカプトブチレート）、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３－メルカプトプロピオネート）、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３－メルカプトブチレート）、トリス［２－（３－メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレート、トリス［２－（３－メルカプトブチリルオキシ）エチル］イソシアヌレート等のメルカプトカルボン酸エステル類；エタンチオール、２－メチルプロパン－２－チオール、ｎ－ドデカンチオール、２，３，３，４，４，５－ヘキサメチルヘキサン－２－チオール（ｔｅｒｔ－ドデカンチオール）、エタン－１，２－ジチオール、プロパン－１，３－ジチオール、ベンジルチオール等のアルキルチオール類；ベンゼンチオール、３－メチルベンゼンチオール、４－メチルベンゼンチオール、ナフタレン－２－チオール、ピリジン－２－チオール、ベンゾイミダゾール－２－チオール、ベンゾチアゾール－２－チオール等の芳香族チオール類；２－メルカプトエタノール、４－メルカプト－１－ブタノール等のメルカプトアルコール類；３－（トリメトキシシリル）プロパン－１－チオール、３－（トリエトキシシリル）プロパン－１－チオール等のシラン含有チオール類など：ジスルフィド化合物として、ジエチルジスルフィド、ジプロピルジスルフィド、ジイソプロピルジスルフィド、ジブチルジスルフィド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルジスルフィド、ジペンチルジスルフィド、ジイソペンチルジスルフィド、ジヘキシルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、ジデシルジスルフィド、ビス（２，３，３，４，４，５－ヘキサメチルヘキサン－２－イル）ジスルフィド（ジ－ｔｅｒｔ－ドデシルジスルフィド）、ビス（２，２－ジエトキシエチル）ジスルフィド、ビス（２－ヒドロキシエチル）ジスルフィド、ジベンジルジスルフィド等のアルキルジスルフィド類；ジフェニルジスルフィド、ジ－ｐ－トリルジスルフィド、ジ（ピリジン－２－イル）ピリジルジスルフィド、ジ（ベンゾイミダゾール－２－イル）ジスルフィド、ジ（ベンゾチアゾール－２－イル）ジスルフィド等の芳香族ジスルフィド類；テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ビス（ペンタメチレン）チウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類など：α－メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。
【0048】
連鎖移動剤を添加する場合、連鎖移動剤は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その添加量としては、重合性成分、すなわち上記（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、また（ｃ）成分を含む場合には（ａ）成分乃至（ｃ）成分の総量１００質量部に対して０．０１～２０質量部、さらに好ましくは０．１～１０質量部である。
【0049】
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、スルフィド系酸化防止剤等が挙げられるが、中でもフェノール系酸化防止剤が好ましい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）２４５、同１０１０、同１０３５、同１０７６、同１１３５［以上、ＢＡＳＦジャパン（株）製］、スミライザー（登録商標）ＧＡ－８０、同ＧＰ、同ＭＤＰ－Ｓ、同ＢＢＭ－Ｓ、同ＷＸ－Ｒ［以上、住友化学（株）製］、アデカスタブ（登録商標）ＡＯ－２０、同ＡＯ－３０、同ＡＯ－４０、同ＡＯ－５０、同ＡＯ－６０、同ＡＯ－８０、同ＡＯ－３３０［以上、（株）ＡＤＥＫＡ製］等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）２４５、同１０１０、同１０３５、同１０７６、同１１３５［以上、ＢＡＳＦジャパン（株）製］、スミライザー（登録商標）ＧＡ－８０、同ＧＰ、同ＭＤＰ－Ｓ、同ＢＢＭ－Ｓ、同ＷＸ－Ｒ［以上、住友化学（株）製］、アデカスタブ（登録商標）ＡＯ－２０、同ＡＯ－３０、同ＡＯ－４０、同ＡＯ－５０、同ＡＯ－６０、同ＡＯ－８０、同ＡＯ－３３０［以上、（株）ＡＤＥＫＡ製］等が挙げられる。
【0050】
酸化防止剤を添加する場合、酸化防止剤は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その添加量としては、重合性成分、すなわち上記（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１００質量部に対して、また（ｃ）成分を含む場合には（ａ）成分乃至（ｃ）成分の総量１００質量部に対して０．０１～２０質量部、さらに好ましくは０．１～１０質量部である。
【0051】
＜光導波路形成用組成物の調製方法＞
本発明の光導波路形成用組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、（ａ）成分及び（ｂ）成分、そして必要に応じて（ｃ）成分を所定の割合で混合し、所望によりその他添加剤をさらに添加して混合し、均一な溶液とする方法、これら各成分のうち、例えば（ａ）成分乃至（ｃ）成分のうち少なくとも二種の成分のうち少なくとも一部を混合して均一な溶液とした後、残りの各成分を加え、所望によりその他添加剤をさらに添加して混合し、均一な溶液とする方法、又はこれらの成分に加えさらに慣用の溶媒を使用する方法等が挙げられる。
溶媒を使用する場合、本発明の光導波路形成用組成物における固形分の割合は、各成分が溶媒に均一に溶解している限りは特に限定はないが、例えば１～５０質量％であり、又は１～３０質量％であり、又は１～２５質量％である。ここで固形分とは、光導波路形成用組成物の全成分から溶媒成分を除いたものである。
また、光導波路形成用組成物の溶液は、孔径が０．０５～５μｍのフィルタなどを用いてろ過した後、使用することが好ましい。
本発明の光導波路形成用組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、（ａ）成分及び（ｂ）成分、そして必要に応じて（ｃ）成分を所定の割合で混合し、所望によりその他添加剤をさらに添加して混合し、均一な溶液とする方法、これら各成分のうち、例えば（ａ）成分乃至（ｃ）成分のうち少なくとも二種の成分のうち少なくとも一部を混合して均一な溶液とした後、残りの各成分を加え、所望によりその他添加剤をさらに添加して混合し、均一な溶液とする方法、又はこれらの成分に加えさらに慣用の溶媒を使用する方法等が挙げられる。
溶媒を使用する場合、本発明の光導波路形成用組成物における固形分の割合は、各成分が溶媒に均一に溶解している限りは特に限定はないが、例えば１～５０質量％であり、又は１～３０質量％であり、又は１～２５質量％である。ここで固形分とは、光導波路形成用組成物の全成分から溶媒成分を除いたものである。
また、光導波路形成用組成物の溶液は、孔径が０．０５～５μｍのフィルタなどを用いてろ過した後、使用することが好ましい。
【0052】
＜＜硬化物＞＞
本発明の光導波路形成用組成物を露光（光硬化）又は加熱（熱硬化）によって硬化して得られる硬化物もまた本発明の対象である。
露光する光線としては、紫外線、電子線、Ｘ線等が挙げられる。紫外線照射に用いる光源としては、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ＵＶ－ＬＥＤ等が使用できる。また、露光後、硬化物の物性を安定化させるためにポストベークを施してもよい。ポストベークの方法としては、特に限定されないが、通常、ホットプレート、オーブン等を使用して、５０～２６０℃、１～１２０分間の範囲で行われる。
熱硬化における加熱条件としては、特に限定されないが、通常、５０～３００℃、１～１２０分間の範囲から適宜選択される。また、加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、オーブン等が挙げられる。
本発明の光導波路形成用組成物を露光（光硬化）又は加熱（熱硬化）によって硬化して得られる硬化物もまた本発明の対象である。
露光する光線としては、紫外線、電子線、Ｘ線等が挙げられる。紫外線照射に用いる光源としては、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ＵＶ－ＬＥＤ等が使用できる。また、露光後、硬化物の物性を安定化させるためにポストベークを施してもよい。ポストベークの方法としては、特に限定されないが、通常、ホットプレート、オーブン等を使用して、５０～２６０℃、１～１２０分間の範囲で行われる。
熱硬化における加熱条件としては、特に限定されないが、通常、５０～３００℃、１～１２０分間の範囲から適宜選択される。また、加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、オーブン等が挙げられる。
【0053】
上記本発明の光導波路形成用組成物を硬化した硬化物は、波長１，５５０ｎｍにおける屈折率が１．５７以上と高い硬化物となり、光導波路形成材料として好適である。
【0054】
＜＜光導波路＞＞
本発明の光導波路形成用組成物を用いて作製された光導波路もまた、本発明の対象である。
本発明の光導波路において、上述の光導波路形成用組成物は、光導波路のクラッド部を形成するクラッド形成材料、並びに、コア部を形成するコア形成材料のいずれにも適用可能であるが、特にその硬化物が高屈折率であることからコア形成材料に好適である。
また本発明の光導波路には、従来の光導波路のクラッド部及びコア部の形成に用いられてきた各種の材料、すなわち、光照射や加熱処理により硬化する材料であって、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂等を主成分とする材料等を、クラッド形成材料及びコア形成材料として適宜選択採用することができる。具体的には、上述の光導波路形成用組成物及び従来の各種材料から、クラッド形成材料より形成されるクラッド部が、コア形成材料より形成されるコア部の中心部よりも低屈折率となるように、夫々の形成材料を選択採用すればよい。またクラッド形成材料には、例えばカーボンブラック等の光を吸収する素材を含有させてもよい。
本発明の光導波路形成用組成物を用いて作製された光導波路もまた、本発明の対象である。
本発明の光導波路において、上述の光導波路形成用組成物は、光導波路のクラッド部を形成するクラッド形成材料、並びに、コア部を形成するコア形成材料のいずれにも適用可能であるが、特にその硬化物が高屈折率であることからコア形成材料に好適である。
また本発明の光導波路には、従来の光導波路のクラッド部及びコア部の形成に用いられてきた各種の材料、すなわち、光照射や加熱処理により硬化する材料であって、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂等を主成分とする材料等を、クラッド形成材料及びコア形成材料として適宜選択採用することができる。具体的には、上述の光導波路形成用組成物及び従来の各種材料から、クラッド形成材料より形成されるクラッド部が、コア形成材料より形成されるコア部の中心部よりも低屈折率となるように、夫々の形成材料を選択採用すればよい。またクラッド形成材料には、例えばカーボンブラック等の光を吸収する素材を含有させてもよい。
【0055】
本発明が対象とする光導波路において、その作製方法は特に限定されず、例えば本発明の光導波路形成用組成物や上記従来の各種材料を露光（光硬化）又は加熱（熱硬化）によって硬化する工程を経て、光導波路を形成可能である。代表的な一例として、フォトマスクを用いたリソグラフィー技術を用い、エッチング工程や現像工程を経て、光導波路を形成可能である。
【0056】
また、光導波路の一形態である基板表面に対して所望の傾斜角を有する光導波路（所謂“光ピン”）についても、上記光導波路形成用組成物を用いて好適に作製され得る。
こうした所望の傾斜角を有する光導波路は、例えば国際公開第２０１５／０６０１９０号に記載の製造方法を用いて好適に作製され得、具体的には、
（１）支持体上に反射防止膜を具備する工程、
（２）前記反射防止膜上に前記光導波路形成用組成物を配し、フォトマスクを介して該光導波路形成用組成物を前記支持体表面に対し非垂直の方向から入射する光線で以って露光し硬化せしめる工程、及び
（３）現像により未露光の光導波路形成用組成物を除去する工程
を含む方法にて、製造され得る。
上記反射防止膜は特に限定されないものの、好ましいものとして、上記国際公開第２０１５／０６０１９０号に記載の反射防止膜形成組成物（特定構造のジアリールケイ酸化合物と特定構造のアルコキシシラン化合物とを、酸又は塩基の存在下、重縮合して得られる反応性シリコーン化合物と、紫外線吸収剤とを含む重合性組成物）から形成された反射防止膜が挙げられる。
こうした所望の傾斜角を有する光導波路は、例えば国際公開第２０１５／０６０１９０号に記載の製造方法を用いて好適に作製され得、具体的には、
（１）支持体上に反射防止膜を具備する工程、
（２）前記反射防止膜上に前記光導波路形成用組成物を配し、フォトマスクを介して該光導波路形成用組成物を前記支持体表面に対し非垂直の方向から入射する光線で以って露光し硬化せしめる工程、及び
（３）現像により未露光の光導波路形成用組成物を除去する工程
を含む方法にて、製造され得る。
上記反射防止膜は特に限定されないものの、好ましいものとして、上記国際公開第２０１５／０６０１９０号に記載の反射防止膜形成組成物（特定構造のジアリールケイ酸化合物と特定構造のアルコキシシラン化合物とを、酸又は塩基の存在下、重縮合して得られる反応性シリコーン化合物と、紫外線吸収剤とを含む重合性組成物）から形成された反射防止膜が挙げられる。
【0057】
また、例えば国際公開第２０１３／００２０１３号に記載の製造方法、すなわち、クラッドとなる硬化性樹脂の中に、コアとなる硬化性樹脂をディスペンサにて配線描画するインジェクション法（所謂モスキート法）を用いた、グレーデッドインデックス型（ＧＩ型）光導波路についても、上記光導波路形成用組成物を用いて好適に作製され得る。
【実施例】
【0058】
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
【0059】
（１）撹拌脱泡機
装置：（株）シンキー製 自転・公転ミキサー あわとり練太郎（登録商標）ＡＲＥ－３１０
（２）ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）
装置：（株）島津製作所製 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（登録商標）ＧＰＣシステム
カラム：昭和電工（株）製 Ｓｈｏｄｅｘ（登録商標）ＧＰＣ ＫＦ－８０４Ｌ及びＧＰＣ ＫＦ－８０３Ｌ
カラム温度：４０℃
溶媒：テトラヒドロフラン
検出器：ＲＩ
検量線：標準ポリスチレン
（３）ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）
装置：（株）島津製作所製 ＧＣ－２０１０
カラム：ジーエルサイエンス（株）製 ＴＣ－１７（内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ、長さ３０ｍ）
カラム温度：４０℃（５分）－５℃／分－１２０℃－３０℃／分－２５０℃（５分）
検出器：ＦＩＤ
キャリアガス：窒素（全流量６８．３ｍＬ／分）
（４）伝搬損失
装置：（株）島津製作所製 紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ－３６００
（５）屈折率
装置：メトリコン社製 プリズムカプラ モデル２０１０／Ｍ
測定温度：室温（およそ２３℃）
（６）ＵＶ露光
装置：アイグラフィックス（株）製 バッチ式ＵＶ照射装置（高圧水銀灯２ｋＷ×１灯）
（７）マスクアライナ
装置：ズースマイクロテック社製 ＭＡ６
ランプ：高圧水銀灯
フィルタ：ｉ線バンドパスフィルタ
照度：１６ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ検出）
（８）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
装置：（株）日立ハイテクノロジーズ製 電界放出形走査電子顕微鏡Ｓ－４８００
（９）ＵＶスポット光源
装置：朝日分光（株）製 ３００Ｗキセノン光源ＭＡＸ－３０２
フィルタ：朝日分光（株）製 狭帯域バンドパスフィルタＬＸ０３６５（中心波長３６５ｎｍ）
（１０）マイクロスコープ
装置：（株）ハイロックス製 デジタルマイクロスコープＫＨ－７７００
装置：（株）シンキー製 自転・公転ミキサー あわとり練太郎（登録商標）ＡＲＥ－３１０
（２）ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）
装置：（株）島津製作所製 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（登録商標）ＧＰＣシステム
カラム：昭和電工（株）製 Ｓｈｏｄｅｘ（登録商標）ＧＰＣ ＫＦ－８０４Ｌ及びＧＰＣ ＫＦ－８０３Ｌ
カラム温度：４０℃
溶媒：テトラヒドロフラン
検出器：ＲＩ
検量線：標準ポリスチレン
（３）ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）
装置：（株）島津製作所製 ＧＣ－２０１０
カラム：ジーエルサイエンス（株）製 ＴＣ－１７（内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ、長さ３０ｍ）
カラム温度：４０℃（５分）－５℃／分－１２０℃－３０℃／分－２５０℃（５分）
検出器：ＦＩＤ
キャリアガス：窒素（全流量６８．３ｍＬ／分）
（４）伝搬損失
装置：（株）島津製作所製 紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ－３６００
（５）屈折率
装置：メトリコン社製 プリズムカプラ モデル２０１０／Ｍ
測定温度：室温（およそ２３℃）
（６）ＵＶ露光
装置：アイグラフィックス（株）製 バッチ式ＵＶ照射装置（高圧水銀灯２ｋＷ×１灯）
（７）マスクアライナ
装置：ズースマイクロテック社製 ＭＡ６
ランプ：高圧水銀灯
フィルタ：ｉ線バンドパスフィルタ
照度：１６ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ検出）
（８）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
装置：（株）日立ハイテクノロジーズ製 電界放出形走査電子顕微鏡Ｓ－４８００
（９）ＵＶスポット光源
装置：朝日分光（株）製 ３００Ｗキセノン光源ＭＡＸ－３０２
フィルタ：朝日分光（株）製 狭帯域バンドパスフィルタＬＸ０３６５（中心波長３６５ｎｍ）
（１０）マイクロスコープ
装置：（株）ハイロックス製 デジタルマイクロスコープＫＨ－７７００
【0060】
また、略記号は以下の意味を表す。
ＳＴＭＳ：トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン［信越化学工業（株）製］
ＰＴＭＳ：トリメトキシ（フェニル）シラン［信越化学工業（株）製］
ＴＥＡＨ：３５質量％水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液［アルドリッチ社製］
ＡＣＳＱ：３－アクリロイルオキシプロピル基含有シルセスキオキサン［東亞合成（株）製 ＡＣ－ＳＱ ＴＡ－１００、アクリル等量：１６５ｇ／ｅｑ］
ＦＤＡ：ビスアリールフルオレンジアクリレート［大阪ガスケミカル（株）製 オグソール（登録商標）ＥＡ－Ｆ５５０３］
ＢｎＡ：ベンジルアクリレート［大阪有機化学工業（株）製 ビスコート＃１６０］
ＤＤＴ：ｎ－ドデカンチオール［花王（株）製 チオカルコール２０］
Ｉ１０１０：ペンタエリスリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０］
Ｉ１８４：１－ヒドロキシシクロヘキシル＝フェニル＝ケトン［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４］
ＴＰＯ：ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）ＴＰＯ］
ＤＰＳＤ：ジフェニルシランジオール［東京化成工業（株）製］
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン［新日鐵住金化学（株）製 ＤＶＢ－８１０］
Ｔ３８４２：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＴＩＮＵＶＩＮ ３８４－２］
ＩＰＡ：イソプロピルアルコール
ＭＩＢＫ：メチルイソブチルケトン
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
ＳＴＭＳ：トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン［信越化学工業（株）製］
ＰＴＭＳ：トリメトキシ（フェニル）シラン［信越化学工業（株）製］
ＴＥＡＨ：３５質量％水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液［アルドリッチ社製］
ＡＣＳＱ：３－アクリロイルオキシプロピル基含有シルセスキオキサン［東亞合成（株）製 ＡＣ－ＳＱ ＴＡ－１００、アクリル等量：１６５ｇ／ｅｑ］
ＦＤＡ：ビスアリールフルオレンジアクリレート［大阪ガスケミカル（株）製 オグソール（登録商標）ＥＡ－Ｆ５５０３］
ＢｎＡ：ベンジルアクリレート［大阪有機化学工業（株）製 ビスコート＃１６０］
ＤＤＴ：ｎ－ドデカンチオール［花王（株）製 チオカルコール２０］
Ｉ１０１０：ペンタエリスリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０］
Ｉ１８４：１－ヒドロキシシクロヘキシル＝フェニル＝ケトン［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４］
ＴＰＯ：ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）ＴＰＯ］
ＤＰＳＤ：ジフェニルシランジオール［東京化成工業（株）製］
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン［新日鐵住金化学（株）製 ＤＶＢ－８１０］
Ｔ３８４２：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤［ＢＡＳＦジャパン（株）製 ＴＩＮＵＶＩＮ ３８４－２］
ＩＰＡ：イソプロピルアルコール
ＭＩＢＫ：メチルイソブチルケトン
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン
【0061】
［製造例１］反応性シルセスキオキサン化合物１（ＳＱ１）／ＢｎＡ溶液の製造
凝縮器を備えた２００ｍＬの反応フラスコに、ＴＥＡＨ２．９７ｇ（７．１ｍｍｏｌ）、イオン交換水９．５２ｇ（５２８ｍｍｏｌ）、及びＴＨＦ９０ｇを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。ここへ、ＳＴＭＳ３９．６ｇ（１７７ｍｍｏｌ）、及びＰＴＭＳ３５．０ｇ（１７７ｍｍｏｌ）の混合物を、１０分間で滴下した後、４０℃で１６時間撹拌した。次いで、この反応混合物に、予めＴＨＦで洗浄した陽イオン交換樹脂［ダウ・ケミカル社製 アンバーリスト（登録商標）１５ＪＷＥＴ］７．９ｇを加え、１時間撹拌して反応を停止させた。これを室温（およそ２３℃）に冷却した。その後、孔径０．２μｍのメンブレンフィルタで陽イオン交換樹脂をろ過し、さらに酢酸エチル１５ｇで洗い流した。このろ液及び洗浄液を併せた溶液に、ＢｎＡ９．３ｇを加え、均一に混合した。その後、ロータリーエバポレーターを用いて、ＴＨＦ、酢酸エチル、残存した水、及びその他の揮発分を減圧留去し、反応性シルセスキオキサン化合物１（以下、ＳＱ１と略記することもある）／ＢｎＡ溶液を得た。
ＧＰＣによるポリスチレン換算で測定されるＳＱ１の重量平均分子量Ｍｗは４，０００、分散度：Ｍｗ（重量平均分子量）／Ｍｎ（数平均分子量）は１．８であった。また、得られた溶液のＧＣ定量分析によるＳＱ１の含有率は７５質量％、ＢｎＡの含有率は２５質量％であった。
凝縮器を備えた２００ｍＬの反応フラスコに、ＴＥＡＨ２．９７ｇ（７．１ｍｍｏｌ）、イオン交換水９．５２ｇ（５２８ｍｍｏｌ）、及びＴＨＦ９０ｇを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。ここへ、ＳＴＭＳ３９．６ｇ（１７７ｍｍｏｌ）、及びＰＴＭＳ３５．０ｇ（１７７ｍｍｏｌ）の混合物を、１０分間で滴下した後、４０℃で１６時間撹拌した。次いで、この反応混合物に、予めＴＨＦで洗浄した陽イオン交換樹脂［ダウ・ケミカル社製 アンバーリスト（登録商標）１５ＪＷＥＴ］７．９ｇを加え、１時間撹拌して反応を停止させた。これを室温（およそ２３℃）に冷却した。その後、孔径０．２μｍのメンブレンフィルタで陽イオン交換樹脂をろ過し、さらに酢酸エチル１５ｇで洗い流した。このろ液及び洗浄液を併せた溶液に、ＢｎＡ９．３ｇを加え、均一に混合した。その後、ロータリーエバポレーターを用いて、ＴＨＦ、酢酸エチル、残存した水、及びその他の揮発分を減圧留去し、反応性シルセスキオキサン化合物１（以下、ＳＱ１と略記することもある）／ＢｎＡ溶液を得た。
ＧＰＣによるポリスチレン換算で測定されるＳＱ１の重量平均分子量Ｍｗは４，０００、分散度：Ｍｗ（重量平均分子量）／Ｍｎ（数平均分子量）は１．８であった。また、得られた溶液のＧＣ定量分析によるＳＱ１の含有率は７５質量％、ＢｎＡの含有率は２５質量％であった。
【0062】
［参考例１］反応性シリコーン化合物の製造
冷却器を備えた１Ｌのナス型フラスコに、ＤＰＳＤ１７７ｇ（０．８０ｍｏｌ）、ＳＴＭＳ１７９ｇ（０．８０ｍｏｌ）、及びトルエン１４１ｇを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。この反応混合物を５０℃に加熱後、水酸化バリウム一水和物［アルドリッチ社製］０．３０３ｇ（１．６ｍｍｏｌ）を添加し、さらに５０℃で２日間撹拌して脱アルコール縮合を行った。反応混合物を室温（およそ２３℃）まで冷却し、孔径０．２μｍのメンブレンフィルタを用いて不溶物を除去した。ロータリーエバポレーターを用いて、この反応混合物からトルエン及び副生成物のメタノールを５０℃で減圧留去することで、無色透明油状物の反応性シリコーン化合物３０５ｇを得た。
得られた反応性シリコーン化合物の、ＧＰＣによるポリスチレン換算で測定されるＭｗは１，６００、分散度：Ｍｗ／Ｍｎは１．３であった。
冷却器を備えた１Ｌのナス型フラスコに、ＤＰＳＤ１７７ｇ（０．８０ｍｏｌ）、ＳＴＭＳ１７９ｇ（０．８０ｍｏｌ）、及びトルエン１４１ｇを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。この反応混合物を５０℃に加熱後、水酸化バリウム一水和物［アルドリッチ社製］０．３０３ｇ（１．６ｍｍｏｌ）を添加し、さらに５０℃で２日間撹拌して脱アルコール縮合を行った。反応混合物を室温（およそ２３℃）まで冷却し、孔径０．２μｍのメンブレンフィルタを用いて不溶物を除去した。ロータリーエバポレーターを用いて、この反応混合物からトルエン及び副生成物のメタノールを５０℃で減圧留去することで、無色透明油状物の反応性シリコーン化合物３０５ｇを得た。
得られた反応性シリコーン化合物の、ＧＰＣによるポリスチレン換算で測定されるＭｗは１，６００、分散度：Ｍｗ／Ｍｎは１．３であった。
【0063】
［実施例１］光導波路形成用組成物１の調製
（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物及び（ｃ）（メタ）アクリレート化合物の混合物として製造例１で製造したＳＱ１／ＢｎＡ溶液５４．３質量部（ＳＱ１ ４０．７質量部、ＢｎＡ１３．６質量部）、（ｂ）フルオレン化合物としてＦＤＡ４２．７質量部、（ｃ）（メタ）アクリレート化合物としてＢｎＡ３．０質量部（上記ＳＱ１／ＢｎＡ溶液に含まれるＢｎＡと併せて１６．６質量部）、連鎖移動剤（反応促進剤）としてＤＤＴ０．５質量部、酸化防止剤としてＩ１０１０ ０．５質量部、並びに重合開始剤としてＩ１８４ ２質量部及びＴＰＯ ０．５質量部を、５０℃で３時間撹拌混合した。さらに１０分間撹拌脱泡することで光導波路形成用組成物１を調製した。
（ａ）反応性シルセスキオキサン化合物及び（ｃ）（メタ）アクリレート化合物の混合物として製造例１で製造したＳＱ１／ＢｎＡ溶液５４．３質量部（ＳＱ１ ４０．７質量部、ＢｎＡ１３．６質量部）、（ｂ）フルオレン化合物としてＦＤＡ４２．７質量部、（ｃ）（メタ）アクリレート化合物としてＢｎＡ３．０質量部（上記ＳＱ１／ＢｎＡ溶液に含まれるＢｎＡと併せて１６．６質量部）、連鎖移動剤（反応促進剤）としてＤＤＴ０．５質量部、酸化防止剤としてＩ１０１０ ０．５質量部、並びに重合開始剤としてＩ１８４ ２質量部及びＴＰＯ ０．５質量部を、５０℃で３時間撹拌混合した。さらに１０分間撹拌脱泡することで光導波路形成用組成物１を調製した。
【0064】
［比較例１～２］光導波路形成用組成物５１～５２の調製
各組成を表１に記載のとおりに変更した以外は実施例１と同様に操作し、光導波路形成用組成物５１～５２を調製した。なお、表１中、「部」は「質量部」を表す。
各組成を表１に記載のとおりに変更した以外は実施例１と同様に操作し、光導波路形成用組成物５１～５２を調製した。なお、表１中、「部」は「質量部」を表す。
【0065】
【表1】
【0066】
［光導波路形成用組成物の伝搬損失評価］
各組成物を、予め孔径０．２μｍのフィルタでろ過した同体積のトルエンで希釈し、各組成物の５０体積％トルエン溶液を調製した。光路長１ｃｍのガラスセルを使用しこの溶液の吸光度Ａを、光路長０．５ｃｍのガラスセルを使用しトルエンの吸光度Ａtolを、それぞれ測定し、以下の式に従って伝搬損失を算出した。結果を表２に示す。
伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］＝（Ａ－Ａtol）×２×１０
Ａ：光路長１ｃｍでの光導波路形成用組成物トルエン溶液の吸光度
Ａtol：光路長０．５ｃｍでのトルエンの吸光度
各組成物を、予め孔径０．２μｍのフィルタでろ過した同体積のトルエンで希釈し、各組成物の５０体積％トルエン溶液を調製した。光路長１ｃｍのガラスセルを使用しこの溶液の吸光度Ａを、光路長０．５ｃｍのガラスセルを使用しトルエンの吸光度Ａtolを、それぞれ測定し、以下の式に従って伝搬損失を算出した。結果を表２に示す。
伝搬損失［ｄＢ／ｃｍ］＝（Ａ－Ａtol）×２×１０
Ａ：光路長１ｃｍでの光導波路形成用組成物トルエン溶液の吸光度
Ａtol：光路長０．５ｃｍでのトルエンの吸光度
【0067】
［硬化物の作製及び屈折率評価］
各組成物をシリコンウエハ上に滴下し、５０μｍ厚のシリコーンゴム製スペーサーとともに、離型処理したガラス基板で挟み込んだ。この挟み込んだ組成物を、窒素雰囲気下、ガラス基板側から２０ｍＷ／ｃｍ2で１５０秒間ＵＶ露光した後、ガラス基板を剥がし、厚さ５０μｍの硬化物を得た。
得られた硬化物の、波長８５０ｎｍ、１，３１０ｎｍ、１，５５０ｎｍにおける屈折率を評価した。結果を表２に併せて示す。なお、８５０ｎｍにおける屈折率については、Ｃａｕｃｈｙの分散公式によって算出した。
各組成物をシリコンウエハ上に滴下し、５０μｍ厚のシリコーンゴム製スペーサーとともに、離型処理したガラス基板で挟み込んだ。この挟み込んだ組成物を、窒素雰囲気下、ガラス基板側から２０ｍＷ／ｃｍ2で１５０秒間ＵＶ露光した後、ガラス基板を剥がし、厚さ５０μｍの硬化物を得た。
得られた硬化物の、波長８５０ｎｍ、１，３１０ｎｍ、１，５５０ｎｍにおける屈折率を評価した。結果を表２に併せて示す。なお、８５０ｎｍにおける屈折率については、Ｃａｕｃｈｙの分散公式によって算出した。
【0068】
【表2】
【0069】
表２に示すように、反応性シルセスキオキサン化合物としてＳＱ１を配合した組成物（実施例１）は、１，３１０ｎｍや１，５５０ｎｍといった長波長域でも低い伝搬損失であることが確認された。一方、ＡＣＳＱを配合した組成物（比較例１）は、１，５５０ｎｍの伝搬損失が高くなる結果となった。これは、ＡＣＳＱの構造単位中の置換アルキル基に起因するものと推測される。また、実施例１の組成物から得られた硬化物は、何れの波長でも１．５７以上と高い屈折率を示したのに対し、比較例１～２では何れも１．５７未満と屈折率が低かった。
【0070】
［実施例２］光導波路の製造１
実施例１で調製した光導波路形成用組成物１を、表面に熱酸化膜（膜厚２μｍ）を有するシリコンウエハ上にスピンコート（１，５００ｒｐｍ×３０秒間）により塗布し、１００℃のホットプレートで１分間加熱した。この塗膜を、マスクアライナ（マスク幅６０μｍ）を用いて１６ｍＷ／ｃｍ2で１２５秒間パターン露光した。未露光の組成物を、ＰＧＭＥＡ／ＰＧＭＥ混合液（質量比７：３）で洗い流した。その後１１０℃のホットプレートで１分間、さらに１５０℃で２０分間加熱し、幅４８μｍ×高さ３１μｍ×長さ７ｃｍの線状の光導波路を得た。得られた光導波路のＳＥＭ観察画像を図１に示す。
実施例１で調製した光導波路形成用組成物１を、表面に熱酸化膜（膜厚２μｍ）を有するシリコンウエハ上にスピンコート（１，５００ｒｐｍ×３０秒間）により塗布し、１００℃のホットプレートで１分間加熱した。この塗膜を、マスクアライナ（マスク幅６０μｍ）を用いて１６ｍＷ／ｃｍ2で１２５秒間パターン露光した。未露光の組成物を、ＰＧＭＥＡ／ＰＧＭＥ混合液（質量比７：３）で洗い流した。その後１１０℃のホットプレートで１分間、さらに１５０℃で２０分間加熱し、幅４８μｍ×高さ３１μｍ×長さ７ｃｍの線状の光導波路を得た。得られた光導波路のＳＥＭ観察画像を図１に示す。
【0071】
［実施例３］光導波路の製造２
参考例１で製造した反応性シリコーン化合物８０質量部にＤＶＢ２０質量部を加え、撹拌脱泡機を使用して均一に混合した。ここへ、紫外線吸収剤としてＴ３８４２ ３質量部、及び重合開始剤としてＴＰＯ３質量部を添加し、５０℃で３時間撹拌混合した。さらに１０分間撹拌脱泡することで反射防止膜形成用組成物を得た。この反射防止膜形成用組成物を、シリコンウエハ上にスピンコート（２，０００ｒｐｍ×３０秒間）により塗布した。この塗膜を、窒素雰囲気下、２０ｍＷ／ｃｍ2で１５０秒間ＵＶ露光した後、１５０℃のホットプレートで１０分間加熱し、厚さ１０μｍの反射防止膜を形成した。
次に、実施例１で調製した光導波路形成用組成物１ １００ｍｇを、上記反射防止膜上に滴下した。この光導波路形成用組成物の上部に、直径５０μｍの円形開口を３つ有するフォトマスクを、３００μｍ厚のシリコーンゴムをスペーサーとして挟み込み配置した。このフォトマスク上方から、ＵＶスポット光源のライトガイドを鉛直方向から１０度傾け、１０ｍＷ／ｃｍ2で３分間露光した。未露光の組成物を、ＭＩＢＫ／ＩＰＡ混合液（質量比１：１）で洗い流すことにより、直径５０μｍ×高さ３００μｍの傾斜した柱状の光導波路を得た。得られた光導波路のマイクロスコープによる観察画像を図２に示す。得られた光導波路の傾斜角（シリコンウエハ面とのなす角）は８０度であった。
参考例１で製造した反応性シリコーン化合物８０質量部にＤＶＢ２０質量部を加え、撹拌脱泡機を使用して均一に混合した。ここへ、紫外線吸収剤としてＴ３８４２ ３質量部、及び重合開始剤としてＴＰＯ３質量部を添加し、５０℃で３時間撹拌混合した。さらに１０分間撹拌脱泡することで反射防止膜形成用組成物を得た。この反射防止膜形成用組成物を、シリコンウエハ上にスピンコート（２，０００ｒｐｍ×３０秒間）により塗布した。この塗膜を、窒素雰囲気下、２０ｍＷ／ｃｍ2で１５０秒間ＵＶ露光した後、１５０℃のホットプレートで１０分間加熱し、厚さ１０μｍの反射防止膜を形成した。
次に、実施例１で調製した光導波路形成用組成物１ １００ｍｇを、上記反射防止膜上に滴下した。この光導波路形成用組成物の上部に、直径５０μｍの円形開口を３つ有するフォトマスクを、３００μｍ厚のシリコーンゴムをスペーサーとして挟み込み配置した。このフォトマスク上方から、ＵＶスポット光源のライトガイドを鉛直方向から１０度傾け、１０ｍＷ／ｃｍ2で３分間露光した。未露光の組成物を、ＭＩＢＫ／ＩＰＡ混合液（質量比１：１）で洗い流すことにより、直径５０μｍ×高さ３００μｍの傾斜した柱状の光導波路を得た。得られた光導波路のマイクロスコープによる観察画像を図２に示す。得られた光導波路の傾斜角（シリコンウエハ面とのなす角）は８０度であった。
【0072】
以上の通り、本発明の光導波路形成用組成物は、１，５５０ｎｍといった長波長域においても光伝搬損失が低く、またその硬化物は１．５７以上の高い屈折率を示し、光学特性に優れることが確認された。
また本発明の光導波路形成用組成物は、フォトリソグラフィーにより光導波路を形成可能であり、基板表面に対して所望の傾斜角を有する光導波路も作製可能であることが確認された。
また本発明の光導波路形成用組成物は、フォトリソグラフィーにより光導波路を形成可能であり、基板表面に対して所望の傾斜角を有する光導波路も作製可能であることが確認された。
【図1】
【図2】
