(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）（Ａ）下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂と
（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、該オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、各Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基から独立して選択され、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］；
（Ｂ）有機溶媒と；
（Ｃ）光開始剤と；
を含んだシリコーン組成物を基板表面に塗布して、第１シリコーンフィルムを形成することと、
（ｉｉ）前記第１シリコーンフィルムの選択された少なくとも１つの領域を、波長１５０ｎｍ〜８００ｎｍの放射線に曝露し、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する、部分的に曝露されたフィルムを製造することと、
（ｉｉｉ）前記部分的に曝露されたフィルムの前記非曝露領域を、現像溶媒を使用して除去し、パターン化されたフィルムを形成することと、
（ｉｖ）波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのシリコーンコアを形成するのに充分な時間、前記パターン化されたフィルムを加熱し、前記シリコーンコアの前記屈折率が前記基板の屈折率よりも高くなるようにすることと
を具える、平面光導波路組立品の製造方法。
【請求項２】
（ｖ）前記基板及び前記シリコーンコアを、硬化性ポリマー組成物で被覆し、ポリマーフィルムを形成することと、
（ｖｉ）前記ポリマーフィルムを硬化して、前記シリコーンコアの前記屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド層を形成することと
を更に具える、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記硬化性ポリマー組成物が前記（ｉ）のシリコーン組成物である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
一定時間、前記部分的に曝露されたフィルムを加熱し、該加熱後の、前記曝露領域が前記（ｉｉｉ）の現像溶媒中に実質的に不溶性であり、前記非曝露領域が前記（ｉｉｉ）の現像溶媒中に可溶性であるようにすることを、（ｉｉ）の後且つ（ｉｉｉ）の前に具える、請求項１又は３に記載の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法に従って製造される平面光導波路組立品。
【請求項６】
（ｉ）第１硬化性ポリマー組成物を基板表面に塗布して第１ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｉ）前記第１ポリマーフィルムを硬化して、下部クラッド層を形成することと；
（ｉｉｉ）第２硬化性ポリマー組成物を前記下部クラッド層に塗布して第２ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｖ）前記第２ポリマーフィルムの選択された少なくとも１つの領域を、波長１５０〜８００ｎｍの放射線に曝露し、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する、部分的に曝露されたフィルムを製造することと；
（ｖ）現像溶媒を使用して前記部分的に曝露されたフィルムの前記非曝露領域を除去し、パターン化されたフィルムを形成することと；
（ｖｉ）波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのポリマーコアを形成するのに充分な時間、前記パターン化されたフィルムを加熱し、前記ポリマーコアの前記屈折率が前記下部クラッド層の屈折率よりも高くなるようにすることと
を具える、平面光導波路組立品の製造方法であって、
前記第１硬化性ポリマー組成物のみが、前記第２硬化性ポリマー組成物のみが、又は、硬化性ポリマー組成物の双方が、
（Ａ）下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂と
（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（
Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、該オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、各Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基から独立して選択され、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］、
（Ｂ）有機溶媒と、
（Ｃ）光開始剤と
を含んだシリコーン組成物を含む、製造方法。
【請求項７】
（ｖｉｉ）前記下部クラッド層と前記ポリマーコアとを、第３硬化性ポリマー組成物によって被覆して、第３ポリマーフィルムを形成することと；
（ｖｉｉｉ）前記第３ポリマーフィルムを硬化して、前記ポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有する上部クラッド層を形成することと
を更に具え、
前記第１及び第３硬化性ポリマー組成物のみが、前記第２硬化性ポリマー組成物のみが、又は、３つの硬化性ポリマー組成物の全てが、前記シリコーン組成物を含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
一定時間、前記部分的に曝露されたフィルムを加熱し、該加熱後の、前記曝露領域が前記（ｖ）の現像溶媒中で実質的に不溶性であり、前記非曝露領域が前記（ｖ）の現像溶媒中で可溶性であるようにすることを、（ｉｖ）の後且つ（ｖ）の前に、更に具える、請求項６又は７に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の製造方法に従って製造される平面光導波路組立品。
【請求項１０】
波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で第１屈折率を有する基板と；
前記基板の一部の上に配設され、第２硬化ポリマー組成物を含み、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で、前記第１屈折率よりも高い約１．４５〜約１．６０の第２屈折率を有する、少なくとも１つのポリマーコアと；
前記基板上且つ前記少なくとも１つのポリマーコアの下に配設され、第１硬化ポリマー組成物を含み、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で前記第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する下部クラッド層、及び、
前記ポリマーコア及び存在する場合には前記下部クラッド層の上に配設され、第３硬化ポリマー組成物を含み、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で第２屈折率よりも低い第４屈折率を有する上部クラッド層
のうちの一方又は双方を含んだクラッドと；
を含んだ平面光導波路組立品であって、
前記第２硬化ポリマー組成物のみが、前記第１及び第３硬化ポリマー組成物のみが、又は、３つの硬化ポリマー組成物の全てが、下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂を含んだシリコーン組成物を硬化して製造されるポリマーを含む、平面光導波路組立品：（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、該オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、各Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基から独立して選択され、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。］。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２００９年１２月２１日出願の米国仮出願第６１／２８８，５８９の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、概して、光導波路、及び、特には、硬化したオルガノポリシロキサン樹脂を含む１以上の層を含んだ光導波路に関する。
【背景技術】
【０００３】
当該技術分野において、シリコーン層を含んだ平面光導波路が知られている。例えば、米国特許第６，９０５，９０４ Ｂ２号及び第６，９０７，１７６ Ｂ２号は、シリコーンコアを含んだ平面光導波路及びその製造方法について開示している。これらの方法は、アルケニル基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するオルガノポリシロキサン樹脂と、ケイ素が結合した水素原子を１分子当たり平均少なくとも２つ有する有機ケイ素化合物と、光活性化したヒドロシリル化触媒とを含んだ光硬化性シリコーン組成物を使用する。
【０００４】
米国出願公開第２００８／００５８４４１号及び米国出願公開第２００８／００３２０６１号は、シリコーンコアを含んだ平面光導波路及びその製造のための光パターン化方法について開示している。シリコーンのコアは、１〜６個の炭素原子を有する１価の脂肪族炭化水素基、６〜１０個の炭素原子を有する１価の芳香族炭化水素基、及び１価のエポキシ含有炭化水素基から選択される有機基を含んだエポキシ含有オルガノポリシロキサン樹脂を硬化することによって形成される。これらの刊行物に開示されているエポキシ含有オルガノポリシロキサンは、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）（Ｄ−単位）及び（Ｒ６ＳｉＯ３／２）（Ｔ−単位）の存在を必要とする。
【０００５】
刊行物‘４４１は更に、フィルムタイプの光導波路が、シリコーン材料を基板から剥離させることにより製造することができることを開示している。刊行物‘０６１は、刊行物‘４４１における硬化生成物は、基板に対して充分な密着性を示さないことを認めている。刊行物‘０６１は、光増感剤又は光ラジカル発生剤を、樹脂を含んだシリコーン組成物中に含ませることによって密着性を改善し得ることを教示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記参考文献は、一定範囲の物理的性質を有する光導波路組立品の製造方法について開示しているが、優れた柔軟性とポリマー基板に対する増加した密着性とを有する平面光導波路組立品の製造方法に対する継続的な要求が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの要求は、増加した柔軟性とポリマー基板に対する改善した密着性とを有する平面光導波路組立品を製造する方法について記載する、本明細書で開示する種々の態様によって充足される。平面光導波路組立品は、少なくともコア層を含み、上部クラッド層、下部クラッド層又はこれらの両方を含んだクラッドを任意に含む。層のうちの１以上は、式Ｒ３ＳｉＯ３／２［式中、Ｒ３は、Ｃ４〜Ｃ８アルキルである］を有するシルセスキオキサン単位（Ｔ−単位）を含んだエポキシ官能オルガノポリシロキサン樹脂の硬化生成物を含む。コア層は、光パターン化プロセスを用いて形成してもよい。
【０００８】
いくつかの態様に従うと、平面光学導波路組立品を製造するための第１の方法は、
（ｉ）（Ａ）下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂と、
（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
（Ｂ）有機溶媒と、
（Ｃ）光開始剤と
を含むシリコーン組成物を基板表面に塗布して、第１シリコーンフィルムを形成することと；
（ｉｉ）第１シリコーンフィルムの選択された少なくとも一領域を、波長１５０ｎｍ〜８００ｎｍの放射線に曝露し、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する、部分的に曝露されたフィルムを製造することと；
（ｉｉｉ）部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域を、現像溶媒を使用して除去し、パターン化されたフィルムを形成することと；
（ｉｖ）シリコーンコアの屈折率が基板の屈折率よりも高くなるように、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのシリコーンコアを形成するのに充分な時間、パターン化されたフィルムを加熱することと；
を具える。
【０００９】
いくつかの態様において、シリコーン組成物からなるオルガノポリシロキサン樹脂における下付き文字ｗは、ゼロが選択される（オルガノポリシロキサン樹脂が、Ｄ単位を含まないことを示す）。
【００１０】
更なる態様に従うと、平面光導波路組立品を製造するための第２の方法は、
（ｉ）第１硬化性ポリマー組成物を基板表面に塗布して第１ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｉ）第１ポリマーフィルムを硬化して下部クラッド層を形成することと；
（ｉｉｉ）第２硬化性ポリマー組成物を前記下部クラッド層に塗布して第２ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｖ）第２ポリマーフィルムの選択された少なくとも一領域を、波長１５０〜８００ｎｍの放射線に曝露して、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する、部分的に曝露されたフィルムを製造することと；
（ｖ）現像溶媒を使用して部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域を除去し、パターン化されたフィルムを形成することと；
（ｖｉ）パターン化されたフィルムを、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのポリマーコアを形成するのに充分な時間、加熱することと；
を具え、下部クラッド層は、ポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００１１】
第２の方法において、第１硬化性ポリマー組成物のみ、第２硬化性ポリマー組成物のみ、又は、双方の硬化性ポリマー組成物が、上記シリコーン組成物を含む。
【００１２】
第１及び第２の方法は、更なるポリマーフィルムを堆積させる更なる工程と、更なるポリマーフィルムを硬化して上部クラッド層を形成する更なる工程とを含んでもよい。更なるポリマーフィルムは、上記シリコーン組成物を含んでいてもよい。コア層と下部クラッド層と上部クラッド層とを含んだ平面光導波路組立品に関して、上記シリコーン組成物は、コア層にのみ、下部及び上部クラッド層にのみ、又は、３つの層全てに存在していてもよい。
【００１３】
第１及び第２の方法は、更に、パターン化されたコア層を曝露する工程と、コア層フィルムの非曝露領域を除去する工程との間に、更なる加熱工程を含んでいてもよい。
【００１４】
本明細書で開示する態様は、先述の方法のいずれかによって製造される平面光導波路組立品を対象とする。
【００１５】
更なる態様に従うと、平面光導波路組立品は、基板と；基板の一部の上に配設され、且つ、第２硬化ポリマー組成物を含んだ少なくとも１つのポリマーコアと；クラッドと；を含んでいてもよい。クラッドは、下部クラッド層、上部クラッド層又はこれらの両方を含んでいてもよい。存在する場合には、下部クラッド層は、基板上であって少なくとも１つのポリマーコアの下に配設され、第１硬化ポリマー組成物を含む。存在する場合には、上部クラッド層は、ポリマーコア上に配設されている。下部クラッド層及び上部クラッド層の両方が存在する場合には、上部クラッド層は、ポリマーコア及び下部クラッド層の両方の上に配設されている。上部クラッド層は、第３硬化ポリマー組成物を含む。
【００１６】
平面光導波路組立品において、第２硬化ポリマー組成物のみ、第１及び第３硬化ポリマー組成物のみ、又は３つの硬化ポリマー組成物全てが、上記シリコーン組成物の硬化から製造されるポリマーを含む。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の特徴、側面及び利点は、以下の記載、添付の特許請求の範囲及び付属の図面の参照によって、より良く理解されると考えられる。
【００１８】
本明細書は、本発明を具体的に指摘し、且つ、明確に要求する特許請求の範囲によって締めくくられるが、本明細書に開示される態様は、付属の図面と併せて以下の記載から、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本明細書に記載する方法に従って製造した平面光導波路組立品の第１態様の断面図を示す。
【図２】図２は、本明細書に記載する方法に従って製造した平面光導波路組立品の第２態様の断面図を示す。
【図３】図３は、本明細書に記載する方法に従って製造した平面光導波路組立品の第３態様の断面図を示す。
【図４】図４は、本明細書に記載する方法に従って製造した平面光導波路組立品の第４態様の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の特徴及び利点は、具体的な態様を折に触れて参照することによって、以下に説明する。しかしながら、本発明は、異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に示す態様に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が詳細且つ完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えることができるように提供される。
【００２１】
本明細書で使用される通り、「平面光導波路組立品」の語は、矩形断面を有する少なくとも１つのコアを含んだ導波路組立品をいう。更に、本明細書で使用される通り、基板の「屈折率」の語は、光が５８９ｎｍの波長を有する場合、２３℃での、基板中での光速に対する真空中での光速の比として定義される。
【００２２】
平面導波路組立品を製造するための第１の方法は、
（ｉ）（Ａ）下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂と、
（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するように、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。］
（Ｂ）有機溶媒と、
（Ｃ）光開始剤と
を含んだシリコーン組成物を基板表面に塗布し、第１シリコーンフィルムを形成する工程と：
（ｉｉ）第１シリコーンフィルムの選択された少なくとも一領域を、波長１５０ｎｍ〜８００ｎｍの放射線に曝露し、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する、部分的に曝露されたフィルムを製造する工程と；
（ｉｉｉ）現像溶媒を使用して、部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域を除去し、パターン化されたフィルムを形成する工程と；
（ｉｖ）波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのシリコーンコアを形成するのに充分な時間、パターン化されたフィルムを加熱し、シリコーンコアの屈折率が基板の屈折率よりも高くなるようにする工程と；
を含む。
【００２３】
シリコーン組成物は、基板の表面に塗布され、第１シリコーンフィルムを形成する。シリコーン組成物は、式：（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］を有するオルガノポリシロキサン樹脂を含む。有機ポリシロキサン樹脂の更なる態様において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は上記の通り定義され、ｖは０〜０．２であり、ｗは０〜０．１であり、ｘは０．４〜０．９であり、ｙは０．１〜０．５であり、ｚは０〜０．１であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。
【００２４】
オルガノポリシロキサン樹脂において、基Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルを表す。ヒドロカルビル基の例としては、限定するものではないが、アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、１−メチルエチル、ブチル、１−メチルプロピル、２−メチルプロピル、１，１−ジメチルエチル、ペンチル、１−メチルブチル、１−エチルプロピル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１，２−ジメチルプロピル、２，２−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル及びオクタデシル等；シクロアルキル、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びメチルシクロヘキシル等；アリール、例えば、フェニル及びナフチル等；アルカリル、例えば、トリル及びキシリル等；並びに、アラルキル、例えば、ベンジル及びフェネチル等が挙げられる。重水素置換されたヒドロカルビル基の例としては、限定するものではないが、上記ヒドロカルビル基が挙げられ、ここにおいて、少なくとも１つの重水素原子は、同数の水素原子と置き換えられる。ハロゲン置換されたヒドロカルビル基の例としては、限定するものではないが、３，３，３−トリフルオロプロピル、３−クロロプロピル、ジクロロフェニル、ジブロモフェニル及び３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルが挙げられる。
【００２５】
オルガノポリシロキサン樹脂において、基Ｒ２は、Ｒ１又はエポキシ置換有機基を表す。エポキシ置換有機基の例としては、限定するものではないが、グリシジル、エポキシエチル、エポキシプロピル、エポキシブチル、１，２−エポキシシクロヘキシル及びエポキシデシルが挙げられる。エポキシ置換有機基の更なる例は、引用によって本明細書に組み込まれる米国特許第３，４５５，８７７号において、エポキシ置換アルコキシシランとの関連で記載されている。オルガノポリシロキサン樹脂は、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ含む。
【００２６】
オルガノポリシロキサン樹脂において、基Ｒ３は、Ｃ４〜Ｃ８アルキルを表す。Ｃ４〜Ｃ８アルキル基の例としては、限定するものではないが、直鎖アルキル、例えば、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチル等；並びに分岐アルキル、例えば、１−メチルエチル、１，１−ジメチルエチル、１−メチルプロピル、２−メチルプロピル、１−メチルブチル、１−エチルプロピル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１，２−ジメチルプロピル及び２，２−ジメチルプロピル等が挙げられる。Ｒ３によって表されるＣ４〜Ｃ８アルキル基には、１以上の水素原子が、同数の重水素原子又はハロゲン原子、例えば、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素等によって置き換えられているＣ４〜Ｃ８アルキル基が含まれてもよい。いくつかの態様において、Ｒ３は、２−メチルプロピル（イソブチル；−ＣＨ２−ＣＨ−（ＣＨ３）２）、ｎ−ヘキシル−（−（ＣＨ２）５ＣＨ３）及びｎ−オクチル（−（ＣＨ３）７ＣＨ３）からなる群より選択されてもよい。
【００２７】
オルガノポリシロキサン樹脂において、下付き文字ｖは、０〜０．３、或いは、０〜０．２の値を有し、Ｃ１〜Ｃ１０ヒドロカルビル及びエポキシ置換有機基から独立して選択された３つの基により置換された単官能性シロキサン単位（Ｍ−単位）である、オルガノポリシロキサン中のシロキサン単位の割合を表し、これらのうちの少なくとも１つは、Ｃ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルである。下付き文字ｗは、０〜０．５、或いは、０〜０．１の値を有し、Ｃ１〜Ｃ１０ヒドロカルビル及びエポキシ置換有機基から独立して選択された２つの基を有する２官能性シロキサン単位（Ｄ−単位）である、オルガノポリシロキサン樹脂中のシロキサン単位の割合を表す。いくつかの態様において、下付き文字ｗは、ゼロである。下付き文字ｘは、０〜０．９、或いは、０．４〜０．９であり、Ｃ１〜Ｃ１０ヒドロカルビル及びエポキシ置換有機基から選択された１つの基によって独立して置換されたシルセスキオキサン単位である、オルガノポリシロキサン樹脂中のシロキサン単位の割合を表す。下付き文字ｙは、０．１〜０．８、或いは、０．３〜０．５であり、Ｃ４〜Ｃ８アルキル基により独立して置換されたシルセスキオキサン単位である、オルガノポリシロキサン樹脂中のシロキサン単位の割合を表す。従って、３官能性シロキサン単位（Ｔ−単位）であるオルガノポリシロキサン樹脂中のシロキサン単位の割合は、ｘとｙとの合計で表すことができる。下付き文字ｚは、０〜０．５、或いは、０〜０．１であり、オルガノポリシロキサン樹脂中の４官能性シロキサン単位（Ｑ−単位）であるシロキサン単位の割合を表す。下付き文字の合計ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚは、１である。
【００２８】
オルガノポリシロキサン樹脂の製造方法は、当該分野で既知である。オルガノポリシロキサン樹脂は、典型的には、クロロシラン前駆体の適切な混合物をトルエン等の有機溶媒中で共加水分解（cohydrolyze）することにより調製される。例えば、Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ２／２単位（Ｍ−単位）とＲ３ＳｉＯ３／２単位（Ｔ−単位）とから実質的になるコポリマーは、式Ｒ１Ｒ２２ＳｉＣｌを有する化合物と式Ｒ３ＳｉＣｌ３［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、上述した通りである］を有する化合物とをトルエン中で共加水分解してＭＴ樹脂を形成することにより調製することができる。水性の塩酸及びシリコーンの加水分解物を分離し、加水分解物を水で洗浄し、残留する酸を除去し、穏やかな縮合触媒の存在下で加熱し、必要な粘度まで樹脂に「形を付与」した。望まれる場合には、樹脂は、有機溶媒中、縮合触媒を使用して更に処理され、ケイ素が結合したヒドロキシ基の含有量を低減することができる。同様に、ＭＴＱ樹脂、ＭＴＤ樹脂及びＴＤ樹脂を、共加水分解並びに、それぞれ、Ｒ１Ｒ２２ＳｉＣｌ、Ｒ３ＳｉＣｌ３及びＳｉＣｌ４；Ｒ１Ｒ２２ＳｉＣｌ、Ｒ３ＳｉＣｌ３及びＲ２２ＳｉＣｌ２；Ｒ３ＳｉＣｌ３及びＲ２２ＳｉＣｌ２［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は上述した通りである］の縮合によって調製してもよい。或いは、塩素以外の加水分解性基、例えば、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨ３、−Ｎ（ＣＨ３）２、−ＮＨＣＯＣＨ３及び−ＳＣＨ３等を含んだシランは、共加水分解反応における出発物質として使用することができる。樹脂生成物の性質は、シランの種類、シランのモル比、縮合の程度及び処理条件によって決まる。
【００２９】
シリコーン組成物は、適切な量の少なくとも１つの有機溶媒を更に含み、組成物の粘度を低下させ、組成物の調製、取扱い及び適用を容易にする。適切な溶媒の例としては、限定するものではないが、１〜約２０の炭素原子を有する飽和炭化水素；キシレン及びメシチレン等の芳香族炭化水素；石油スピリット；ハロ炭化水素（halohydrocarbon）；エステル；ケトン；直鎖、分岐及び環状ポリジメチルシロキサン等のシリコーン流体；並びにかかる溶媒の混合物が挙げられる。本発明のシリコーン組成物中の特定溶媒の最適濃度は、所定の実験によって容易に決定することができる。
【００３０】
シリコーン組成物は、組成物の光重合反応を促進する光開始剤を含んでいてもよい。この成分は、例えば、ラジカル光開始剤、カチオン性光開始剤又はそれらの混合物によって表されてもよい。光開始剤は、２以上の光開始剤の組み合わせを含んでいてもよい。光開始剤は、例えば、２−クロロチオキサントン、４−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−デシルチオキサントン及び２−ドデシルチオキサントン等のチオキサントン等の増感剤を更に含んでいてもよい。
【００３１】
フリーラジカル光開始剤の例としては、限定するものではないが、ベンゾフェノン；ジアルコキシアセトフェノン、ジクロロアセトフェノン及びトリクロロアセトフェノン等のアセトフェノン；ベンジルα−ヒドロキシケトン；α−アミノケトン；ビス−アシルホスフィンオキシド；キノン；Ｏ−アシル化−α−オキシミノケトン；又はこれらのうちのいずれかの誘導体が挙げられる。
【００３２】
カチオン性光開始剤の例としては、限定するものではないが、オニウム塩、スルホン酸のジアリールイオドニウム塩、スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ボロン酸のジアリールイオドニウム塩及びボロン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。
【００３３】
オニウム塩は、Ｙ２Ｉ＋ＭＸｎ−、Ｙ３Ｓ＋ＭＸｎ−、Ｙ３Ｓｅ＋ＭＸｎ−、Ｙ４Ｐ＋ＭＸｎ−及びＹ４Ｎ＋ＭＸｎ−［各々のＹは、１〜３０個の炭素原子を有する有機基であり、６〜２０個の炭素原子を有する芳香族炭素環基が例示される］からなる群より選択されてもよい。各々のＹは、１〜４個の１価の炭化水素基によって置換されていてもよく、１〜８個の炭素原子を有するアルコキシ基、１〜８個の炭素原子、窒素、塩素、臭素、シアノ、カルボキシル、メルカプトを有するアルキル基、並びに、ピリジル、チオフェニル及びピラニルが例示される芳香族複素環基が例示される。本明細書中の式中の記号Ｍは、金属又は半金属であり、Ｓｂ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｓが例示される遷移金属、ランタニド、例えば、Ｙ、Ｐｒ及びＮｄが例示される希土類金属、並びに、Ｂ、Ｐ及びＡｓが例示される半金属が挙げられる。ＭＸｎ−は、非塩基の非求核アニオンであり、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＳｂＣｌ６−、ＨＳＯ４−、ＣｌＯ４−、ＦｅＣｌ４２−、ＳｎＣｌ６−及びＢｉＣｌ５２−が例示される。
【００３４】
適切なオニウム塩の具体例としては、限定するものではないが、ビス−ジアリールイオドニウム塩、例えば、ビス（ドデシルフェニル）イオドニウムヘキサフルオロアルセナート、ビス（ドデシルフェニル）イオドニウムヘキサフルオロアンチモナート及びジアルキルフェニルイオドニウムヘキサフルオロアンチモナートが挙げられる。
【００３５】
スルホン酸のジアリールイオドニウム塩、スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ボロン酸のジアリールイオドニウム塩、及びボロン酸のトリアリールスルホニウム塩もまた、カチオン性光開始剤として適切である。スルホン酸のジアリールイオドニウム塩の例は、パーフルオロアルキルスルホン酸のジアリールイオドニウム塩及びアリールスルホン酸のジアリールイオドニウム塩である。パーフルオロアルキルスルホン酸のジアリールイオドニウム塩の例は、パーフルオロブタンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩、パーフルオロエタンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩、パーフルオロオクタンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩及びトリフルオロメタンスルホン酸塩のジアリールイオドニウム塩である。アリールスルホン酸のジアリールイオドニウム塩の例は、ｐ−トルエンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩、ベンゼンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩及び３−ニトロベンゼンスルホン酸のジアリールイオドニウム塩である。
【００３６】
スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩及びアリールスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。パーフルオロアルキルスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、パーフルオロブタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、パーフルオロエタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、パーフルオロオクタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩及びトリフルオロメタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。アリールスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、ｐ−トルエンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩及び３−ニトロベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。ボロン酸のジアリールイオドニウム塩及びボロン酸のトリアリールスルホニウム塩の例は、欧州特許出願第０５６２９２２号に開示される化合物等である。ボロン酸のジアリールイオドニウム塩の例としては、パーハロアリールボロン酸のジアリールイオドニウム塩が挙げられ、ボロン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、パーハロアリールボロン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられる。
【００３７】
適切なカチオン性光開始剤の具体例としては、限定するものではないが、ビス（ドデシルフェニル）イオドニウムヘキサフルオロアルセナート、ビス（ドデシルフェニル）イオドニウムヘキサフルオロアンチモナート及びジアルキルフェニルイオドニウムヘキサフルオロアンチモナートが挙げられる。
【００３８】
使用すべき光開始剤の量に関して、特別な制限はないが、この成分は、０．０１重量％〜２０重量％、或いは、０．１重量％〜１０重量％、或いは、０．１重量％〜５重量％、或いは、０．５重量％〜１重量％の量で使用することが推奨される。光開始剤が、推奨される範囲の下限未満の量で使用される場合、得られる組成物は、光硬化性が低下する傾向を示すことがある。光開始剤が、推奨される範囲の上限を超える量で使用される場合、組成物から得られる硬化した塊は、低い機械的強度を有することがある。
【００３９】
オルガノポリシロキサン樹脂の２５℃での粘度は、典型的には、０．００１Ｐａ・ｓ〜１００，０００Ｐａ・ｓ、或いは、０．０１Ｐａ・ｓ〜１０，０００Ｐａ・ｓ、或いは、０．０１Ｐａ・ｓ〜１０，０００Ｐａ・ｓである。オルガノポリシロキサン樹脂の粘度は、分子量及び構造によって変化する。オルガノポリシロキサン樹脂の成分（Ａ）は、単一のオルガノポリシロキサン樹脂、又は、以下の性質：構造、粘度、平均分子量、シロキサン単位及び配列のうちの少なくとも１つが異なる２以上のオルガノポリシロキサンを含んだ混合物であってもよい。
【００４０】
本明細書で記載される方法において、シリコーン組成物は、更なる成分が光パターン化又は組成物の硬化に悪影響を与えないという条件で、更なる成分を含んでいてもよい。更なる成分の例としては、限定するものではないが、接着促進剤、溶媒、無機充填剤、光増感剤及び界面活性剤が挙げられる。
【００４１】
基板は、硬く又は柔軟な材料であってよい。基板の例としては、限定するものではないが、シリコン、二酸化ケイ素の表面層を有するシリコン及びヒ化ガリウム等の半導体材料；石英；溶融石英；アルミナ；ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリテトラフルオロエチレン及びポリビニルフルオライド等のフッ化炭素ポリマー；ポリスチレン；ナイロン等のポリアミド；ポリイミド；ポリエステルとポリ（メチルメタクリレート）等のアクリルポリマー；エポキシ樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；セラミック；並びにガラスが挙げられる。
【００４２】
シリコーン組成物は、スピンコーティング、浸漬（dipping）、噴霧、はけ塗り又はスクリーン印刷等、いずれかの慣習的な方法を使用して基板に塗布することができる。シリコーン組成物は、典型的には、２００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの速度で５〜６０秒間、スピンコーティングによって塗布される。スピン速度、スピン時間及び硬化性ポリマー組成物の粘度は、工程（ｉ）で製造したシリコーンフィルムが所望の厚さを有するように調節されてもよい。
【００４３】
シリコーンフィルムの選択された少なくとも１つの領域は、波長約１５０ｎｍ〜約８００ｎｍの放射線、或いは、波長約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの放射線に曝露され、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する部分的に暴露されたフィルムを製造する。典型的に用いられる光源は、中圧水銀アークランプである。放射線の線量は、典型的には、約０．１ｍＪ／ｃｍ２〜約５，０００ｍＪ／ｃｍ２、或いは、約２５０ｍＪ／ｃｍ２〜約１，３００ｍＪ／ｃｍ２である。シリコーンフィルムの選択された領域は、イメージのパターンを有するフォトマスクを介して放射線に曝露される。
【００４４】
部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域は、現像溶媒を使用して除去され、パターン化されたフィルムを形成してもよい。現像溶媒は、部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域が少なくとも部分的に可溶性であり、曝露領域が実質的に不溶性である有機溶媒を含んでいてもよい。シリコーンコアを形成すべく使用する特定のシリコーン組成物に応じて、曝露領域は、現像溶媒中で実質的に直ちには溶解しなくてもよく、又は、現像溶媒に対して実質的に不溶性にすべく、後述する更なる加熱工程を必要としてもよい。現像溶媒は、典型的には、１分子当たり３〜２０個の炭素原子を有している。現像溶媒の例としては、メチルイソブチルケトン及びメチルペンチルケトン等のケトン；ｎ−ブチルエーテル及びポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル；エチルアセテート及びγ−ブチロラクトン等のエステル；ノナン、デカリン及びドデカン等の脂肪族炭化水素；並びに、メシチレン、キシレン及びトルエン等の芳香族炭化水素が挙げられる。現像溶媒は、慣習的な任意の方法で塗布されてもよく、噴霧、浸漬（immersion）及びプーリング（pooling）が挙げられる。例えば、現像溶媒は、溶媒のプールを固定基板上に形成した後、基板をスピン乾燥することによって塗布することができる。現像溶媒は、典型的には、室温〜１００℃の温度で使用される。使用する具体的な温度は、溶媒の化学的性質、溶媒の沸点、パターン化の所望の速度及び光パターン化プロセスの必要解像度によって決まる。
【００４５】
次いで、パターン化されたフィルムは、少なくとも１つのシリコーンコアの屈折率が基板の屈折率よりも高いという条件で、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で、約１．４５〜約１．６０の屈折率、或いは、約１．３０〜約１．７０の屈折率、或いは、約１．４５〜約１．５５の屈折率を有する少なくとも１つのシリコーンコアを形成するのに充分な時間、加熱される。パターン化されたフィルムは、典型的には、酸化又は分解することなく、シリコーン中の最大架橋密度を達成するのに充分な時間、加熱される。パターン化されたフィルムは、典型的には、約５０℃〜約３００℃の温度で約１分〜約３００分間、或いは、約７５℃〜約２７５℃の温度で約１０分〜約１２０分間、或いは、約２００℃〜約２５０℃の温度で約２０分〜約６０分間、加熱される。パターン化されたフィルムは、従来型装置、例えば、ホットプレート又はオーブン等を使用して加熱することができる。シリコーンコアは、典型的には、約１μｍ〜約１００μｍの厚さ（高さ）、或いは、約５μｍ〜約５０μｍの厚さ（高さ）、或いは、約８μｍ〜約２０μｍの厚さ（高さ）を有する。
【００４６】
第１方法によって製造される平面光導波路組立品を、図１に示す。光導波路組立品は、基板１０と、上述のシリコーン組成物を含み、且つ、基板１０の一部を被覆するシリコーンコア２０とを含む。シリコーンコア２０は、波長５８９ｎｍを有する光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有し、シリコーンコア２０は、基板１０の屈折率より高い屈折率を有している。
【００４７】
平面光導波路組立品を製造するための第１の方法は、
（ｖ）基板及びシリコーンコアを硬化性ポリマーで被覆して、ポリマーフィルムを形成する更なる工程と；
（ｖｉ）ポリマーフィルムを硬化して、シリコーンコアの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド層を形成する更なる工程と
を含んでいてもよい。
【００４８】
硬化性ポリマー組成物は、工程（ｖｉ）で硬化して、シリコーンコアの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド層を形成する、任意のポリマー組成物であってよい。ポリマー組成物の硬化メカニズムは、限定されない。ポリマー組成物は、例えば、縮合又は付加反応によって硬化し得る。硬化性ポリマー組成物の例としては、限定するものではないが、ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物及び過酸化物硬化性シリコーン組成物等の硬化性シリコーン組成物；ポリエチレン及びポリプロピレン組成物等の硬化性ポリオレフィン組成物；硬化性ポリアミド組成物；硬化性エポキシ樹脂組成物；硬化性アミノ樹脂組成物；硬化性ポリウレタン組成物；硬化性ポリイミド組成物；硬化性ポリエステル組成物；並びに硬化性アクリル樹脂組成物が挙げられる。
【００４９】
硬化性ポリマー組成物は、スピンコーティング、浸漬（dipping）、噴霧、はけ塗り又はスクリーン印刷等、慣習的な任意の方法を使用して基板に塗布することができる。シリコーン組成物は、典型的には、２００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの速度で５秒〜６秒間、スピンコーティングによって塗布される。スピン速度、スピン時間及び硬化性ポリマー組成物の粘度は、工程（ｖ）で製造されるポリマーフィルムが所望の厚さを有するように調節することができる。
【００５０】
一態様において、硬化性ポリマー組成物は、上記工程（ｉ）のシリコーン組成物であってもよい。かかる態様において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚのうちの少なくとも１つは、工程（ｉ）においてシリコーンコアを形成すべく硬化したオルガノポリシロキサン樹脂は、工程（ｖｉ）においてクラッド層を形成すべく硬化したオルガノポリシロキサン樹脂の化学構造とは異なる化学構造を有するように選択されてもよい。
【００５１】
硬化性ポリマー組成物は、スピンコーティング、浸漬（dipping）、噴霧、はけ塗り又はスクリーン印刷等、慣習的な任意の方法を使用して塗布され、シリコーンコア及び基板を被覆してもよい。硬化性ポリマー組成物は典型的には、２００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの速度で５秒〜６０秒間、スピンコーティングによって塗布される。スピン速度、スピン時間及び硬化性ポリマー組成物は、工程（ｖｉ）で製造される上部クラッド層が所望の厚さを有するように調節されてもよい。
【００５２】
ポリマーフィルムは、第２硬化性ポリマー組成物の硬化メカニズムに応じて、種々の手段によって硬化することができ、当該手段としては、周囲温度又は高温への曝露、放射線照射及び蒸気への曝露が挙げられる。
【００５３】
上部クラッド層は、シリコーンコアの屈折率よりも低い屈折率を有する。シリコーンコアと上部クラッド層との屈折率の差の大きさは、いくつかの要因によって決まり、当該要因としては、コアの厚さ、伝播する光の波長及び波動伝播モード（即ち、単一モード又は多重モード）が挙げられる。シリコーンコアと上部クラッド層との屈折率の差は、典型的には、０．０００５〜０．５、或いは、０．００１〜０．０５、或いは、０．００５〜０．０２である。例えば、波長５９０ｎｍで初期の４つのモードの伝播を支持することのできる、厚さ１２μｍ、屈折率１．５のシリコーンコアを含んだ導波路は、シリコーンコアと基板との屈折率の差が約０．０１である。波長５９０ｎｍで単一モードの伝播のみを支持することのできる、厚さ７μｍ、屈折率１．５のシリコーンコアを含んだ導波路は、シリコーンコアと上部クラッド層との屈折率の差が０．０５である。上部クラッド層は典型的には、５μｍ〜２００μｍ、或いは、１５μｍ〜５０μｍ、或いは、２０μｍ〜３５μｍの厚さを有する。
【００５４】
工程（ｖ）及び（ｖｉ）を含んだ第１の方法によって製造される平面光導波路組立品の一態様を、図２に示す。光導波路組立品は、基板１０と、上記シリコーン組成物を含み、且つ、基板１０の一部を被覆するシリコーンコア２０と、シリコーンコア２０及びシリコーンコア２０によって被覆されていない基板１０の一部を被覆する上部クラッド層とを含む。シリコーンコア２０は、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で屈折率が約１．４５〜約１．６０であり、上部クラッド層３０は、シリコーンコア２０の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００５５】
更なる態様において、上部クラッド層を含むか又は含まない平面光導波路組立品を製造する第１の方法は、工程（ｉｉ）と工程（ｉｉｉ）との間に更なる工程を含んでもよい。更なる工程では、工程（ｉｉ）で製造された、部分的に曝露されたフィルムが加熱される。加熱は、放射線に曝露された領域（「曝露領域」）を、工程（ｉｉｉ）で使用する現像溶媒中で実質的に不溶性にするのに十分な時間、行われてもよい。しかし、更なる加熱工程の後でさえも、部分的に曝露されたフィルムのうち、工程（ｉｉ）で放射線に曝露されなかった領域（「非曝露領域」）は、工程（ｉｉｉ）で使用する現像溶媒中で可溶性である。「実質的に不溶性」の語は、シリコーンフィルムの曝露領域が、現像溶媒中で溶解によって、基板の下部表面が露出する程度までは除去されないことを意味する。「可溶性」の語は、シリコーンフィルムの非曝露領域が、現像溶媒中で溶解によって除去され、基板の下部表面が露出することを意味する。部分的に曝露されたフィルムは、典型的には、約５０℃〜約２５０℃の温度で約０．１分〜約１０分間、或いは、約１００℃〜約２００℃の温度で約１分〜約５分間、或いは、約１３５℃〜約１６５℃の温度で約２分〜約４分間、加熱される。部分的に曝露されたフィルムは、ホットプレート又はオーブン等、従来型の装置を使用して加熱することができる。例示の態様において、図１及び２に示す態様の平面光導波路等の平面光導波路は、更なる加熱工程を含んだ第１方法によって調製されてもよい。
【００５６】
平面導波路組立品を製造するための第２の方法は、
（ｉ）第１硬化性ポリマー組成物を基板表面に塗布して第１ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｉ）第１ポリマーフィルムを硬化して下部クラッド層を形成することと；
（ｉｉｉ）第２硬化性ポリマー組成物を下部クラッド層に塗布して、第２ポリマーフィルムを形成することと；
（ｉｖ）第２ポリマーフィルムの選択された少なくとも１つの領域を、波長１５０〜８００ｎｍの放射線に曝露し、少なくとも１つの曝露領域と少なくとも１つの非曝露領域とを有する部分的に曝露されたフィルムを製造することと；
（ｖ）現像溶媒を使用して部分的に曝露されたフィルムの非曝露領域を除去し、パターン化されたフィルムを形成することと；
（ｖｉ）波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する少なくとも１つのポリマーコアを形成するのに充分な時間、パターン化されたフィルムを加熱することを含み、
下部クラッド層は、ポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００５７】
第１硬化性ポリマー組成物のみが、第２硬化性ポリマー組成物のみが、又は、双方の硬化性ポリマー組成物が、
（Ａ）下記式を有するオルガノポリシロキサン樹脂と、
（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］
（Ｂ）有機溶媒と、
（Ｃ）光開始剤と
を含んだシリコーン組成物を含む。
【００５８】
基板は、硬いか又は柔軟性のある材料であってもよい。基板の例としては、限定するものではないが、シリコン、二酸化ケイ素の表面層を有するシリコン及びヒ化ガリウム等の半導体；石英；溶融石英；アルミナ；ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリテトラフルオロエチレン及びポリビニルフルオライド等のフッ化炭素ポリマー；ポリスチレン；ナイロン等のポリアミド；ポリイミド；ポリエステルとポリ（メチルメタクリレート）等のアクリルポリマー；エポキシ樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；セラミック；並びにガラスが挙げられる。
【００５９】
下部クラッド層がポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有する場合、第１及び第２硬化性ポリマー組成物は、互いに独立して、工程（ｉｉ）で硬化して下部クラッド層を形成するか、又は、工程（ｖｉ）で硬化してポリマーコアを形成する任意のポリマー組成物であってよい。ポリマー組成物の硬化メカニズムは限定されない。ポリマー組成物は、例えば、縮合又は付加反応によって硬化され得る。硬化性ポリマー組成物の例としては、限定するものではないが、ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物及び過酸化物硬化性シリコーン組成物等の硬化性シリコーン組成物；ポリエチレン及びポリプロピレン等の硬化性ポリオレフィン組成物；硬化性ポリアミド組成物；硬化性エポキシ樹脂組成物；硬化性アミノ樹脂組成物；硬化性ポリウレタン組成物；硬化性ポリイミド組成物；硬化性ポリエステル組成物；並びに硬化性アクリル樹脂組成物が挙げられる。
【００６０】
第１及び第２硬化性ポリマー組成物のうちの少なくとも１つは、平面光導波路組立品を形成する第１方法の工程（ｉ）で説明されるシリコーン組成物、−即ち、（Ａ）式：（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］を有するオルガノポリシロキサン樹脂と；（Ｂ）有機溶媒と：（Ｃ）光開始剤とを含んだシリコーン組成物を含む。一態様において、第１硬化性ポリマー組成物のみが、シリコーン組成物を含む。別の態様では、第２硬化性ポリマー組成物のみが、シリコーン組成物を含む。更に別の態様では、第１及び第２ポリマー組成物の双方が、シリコーン組成物を含む。かかる態様において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚのうちの少なくとも１つは、工程（ｉｉ）において硬化して下部クラッド層を形成するオルガノポリシロキサン樹脂が、工程（ｖｉ）において硬化してポリマーコアを形成するオルガノポリシロキサン樹脂の化学構造とは異なる化学構造を有するように選択されてもよい。いくつかの態様では、オルガノポリシロキサン樹脂の下付き文字ｗは、ゼロである。いくつかの態様では、Ｒ３は、２−メチルプロピル（イソブチル；−ＣＨ２−ＣＨ−（ＣＨ３）２）、ｎ−ヘキシル（−（ＣＨ２）５ＣＨ３及びｎ−オクチル（−ＣＨ２）７ＣＨ３）からなる群より選択されてもよい。
【００６１】
第１硬化性ポリマー組成物は、スピンコーティング、浸漬（dipping）、噴霧、はけ塗り又はスクリーン印刷等、慣習的な任意の方法を使用して基板に塗布することができる。第１硬化性ポリマー組成物は、典型的には、２００ｒｐｍ〜約５０００ｒｐｍの速度で約５秒〜約６０秒間、スピンコーティングによって塗布される。スピン速度、スピン時間及び第１硬化性ポリマー組成物の粘度は、下部クラッド層が所望の厚さを有するように調節することができる。第１硬化性ポリマー組成物が溶媒を含む場合、当該方法は、第１ポリマーフィルムから少なくとも一部の溶媒を除去することを更に含んでいてもよい。溶媒は、第１ポリマーフィルムを、５０℃〜１５０℃の温度で１分〜５分間、或いは、８０℃〜１２０℃の温度で２分〜４分間、加熱することによって除去することができる。
【００６２】
第１ポリマーフィルムは、工程（ｉｉ）で硬化され、下部クラッド層を形成する。第１ポリマーフィルムは、硬化性ポリマー組成物の硬化メカニズムに応じて、種々の手段によって硬化することができ、当該手段としては、周囲温度又は高温への曝露、放射線照射、及び蒸気への曝露が挙げられる。下部クラッド層は、典型的には、約５μｍ〜約２００μｍ、或いは、約１５μｍ〜約５０μｍ、或いは、約２０μｍ〜約３５μｍの厚さを有する。
【００６３】
第２硬化性ポリマー組成物は、スピンコーティング、浸漬（dipping）、噴霧、はけ塗り又はスクリーン印刷等の慣習的な任意の方法を使用して、工程（ｉｉｉ）において下部クラッド層に塗布されてもよい。典型的には、第２硬化性ポリマー組成物は、２００ｒｐｍ〜５，０００ｒｐｍの速度で５秒〜６０秒間、スピンコーティングによって塗布される。スピン速度、スピン時間、第２硬化性ポリマー組成物の粘度は、工程（ｖｉ）で製造されるポリマーコアが、所望の厚さを有するように調節することができる。ポリマーコアは典型的には、約１μｍ〜約１００μｍの厚さ（高さ）、或いは、約５μｍ〜約５０μｍの厚さ（高さ）、或いは、約８μｍ〜約２０μｍの厚さ（高さ）を有する。
【００６４】
第２ポリマー組成物が溶媒を含む場合、当該方法は、第２ポリマーフィルムから溶媒の少なくとも一部を除去することを更に含んでいてもよい。溶媒は、第２ポリマーフィルムを、約５０℃〜約１５０℃の温度で約１分〜約５分間、或いは、約８０℃〜約１２０℃の温度で約２分〜約４分間、加熱することによって除去してもよい。
【００６５】
平面光導波路組立品を製造するための第２の方法における工程（ｉｖ）、（ｖ）及び（ｖｉ）は、それぞれ、平面光導波路を製造するための第１の方法における工程（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）と同一である。
【００６６】
ポリマーコアは、下部クラッド層の屈折率よりも高い屈折率を有する。ポリマーコアと下部クラッド層との間の屈折率の差の大きさは、第１の方法に従って製造した平面光導波路組立品中におけるシリコーンコアと上部クラッド層との間の屈折率差について上述した通りである。
【００６７】
第２の方法に従って製造した平面光導波路組立品の態様を、図３に示す。光導波路組立品は、基板１０と、第１硬化ポリマー組成物を含み基板１０の表面を被覆する下部クラッド層４０と、第２硬化ポリマー組成物を含み、且つ、下部クラッド層４０の一部を被覆するポリマーコア２５とを含む。下部クラッド層４０及びポリマーコア２５のうちの少なくとも１つは、上記シリコーン組成物を含んだ硬化性ポリマー組成物から得られる。ポリマーコア２５は、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有し、下部クラッド層４０は、ポリマーコア２５の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００６８】
いくつかの態様において、平面光導波路組立品を製造するための第２の方法は、
（ｖｉｉ）下部クラッド層とポリマーコアとを、第３硬化性ポリマー組成物で被覆し、第３ポリマーフィルムを形成する工程と；
（ｖｉｉｉ）第３ポリマーフィルムを硬化して、ポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有する上部クラッド層を形成する工程と
を更に含んでいてもよい。
【００６９】
平面光導波路組立品を製造するための第２の方法の工程（ｖｉｉ）及び（ｖｉｉｉ）は、それぞれ、平面光導波路組立品を製造するための第１の方法について上述した工程（ｖ）及び（ｖｉ）と同一である。
【００７０】
いくつかの態様において、第３硬化性ポリマー組成物は、平面光導波路組立品を形成するための第１の方法の工程（ｉ）において説明したシリコーン組成物、即ち、（Ａ）式：（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］を有するオルガノポリシロキサン樹脂と、（Ｂ）有機溶媒とを含んだシリコーン組成物を含んでいてもよい。
【００７１】
下部クラッド層と、ポリマーコアと、上部クラッド層とを含んだ平面光導波路において、下部クラッド層がシリコーン組成物から得られる場合、上部クラッド層もシリコーン組成物から得られることが好ましい。第１硬化性ポリマー組成物と第３硬化性ポリマー組成物の双方がシリコーン組成物を含む場合、第１及び第３硬化性ポリマー組成物中で、基Ｒ１、Ｒ２及びＲ３並びに下付き文字ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、同じであっても異なっていてもよい。一態様において、第１硬化性ポリマー組成物と第３硬化性ポリマー組成物の双方は、シリコーン組成物を含むが、第２硬化性組成物は、シリコーン組成物を含まない。別の態様では、第２ポリマー組成物（硬化して、ポリマーコアを形成する）のみが、シリコーン組成物を含む。
【００７２】
更に別の態様では、３つの硬化性ポリマー組成物の全てがシリコーン組成物を含む。シリコーン組成物を構成するオルガノポリシロキサン樹脂において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚのうちの少なくとも１つは、第２硬化性ポリマー組成物が、第１硬化性ポリマー組成物及び第３硬化性ポリマー組成物の双方の化学構造とは異なる化学構造を有するように選択されてもよい。下部クラッド層と上部クラッド層の双方がポリマーコアの屈折率よりも低い屈折率を有するという条件で、第１及び第３硬化性ポリマー組成物中で、基Ｒ１、Ｒ２及びＲ３並びに下付き文字ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚが同じであっても異なっていてもよい。第１、第２及び第３硬化性ポリマー組成物のうちのいずれか又は全てから作製されたオルガノポリシロキサン樹脂は、上述の光開始剤を更に含んでいてもよい。いくつかの態様において、第１、第２及び第３硬化性ポリマー組成物のうちのいずれか又は全てから作製されたオルガノポリシロキサン樹脂において、下付き文字ｗはゼロである。いくつかの態様において、第１、第２及び第３硬化性ポリマー組成物のいずれか又は全てから作製されたオルガノポリシロキサン樹脂中、Ｒ３は、２−メチルプロピル（イソブチル；−ＣＨ２−ＣＨ−（ＣＨ３）２、ｎ−ヘキシル（−（ＣＨ２）５ＣＨ３）及びｎ−オクチル（−（ＣＨ２）７ＣＨ３）からなる群より選択されてもよい。
【００７３】
工程（ｖｉｉ）と工程（ｖｉｉｉ）とを含んだ第２の方法によって製造された平面導波路組立品の一態様を、図４に示す。光導波路組立品は、基板１０と、第１硬化ポリマー組成物を含み、且つ、基板１０の表面を被覆する下部クラッド層４０と、第２硬化ポリマー組成物を含み、且つ、下部クラッド層４０の一部を被覆するポリマーコア２０と、第３硬化ポリマー組成物を含み、且つ、ポリマーコア２０とポリマーコア２０によって被覆されていない下部クラッド層４０の一部とを被覆する上部クラッド層３０とを含む。ポリマーコア２５は、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜約１．６０の屈折率を有する。下部クラッド層４０と上部クラッド層３０とは、各々、ポリマーコア２５の屈折率よりも低い屈折率を有する。第２硬化ポリマー組成物（ポリマーコア２５）のみが、第２及び第３ポリマー組成物（それぞれ、下部クラッド層４０と上部クラッド層３０）のみが、又は３つのポリマー組成物の全て（ポリマーコア２５並びに双方のクラッド層３０及び４０）が、上述のシリコーン組成物を含んでいてもよい。
【００７４】
平面光導波路組立品を製造するための第１の方法と同様に、上部クラッド層を含むか又は含まない平面光導波路組立品を製造するための第２の方法は、工程（ｉｖ）と工程（ｖ）との間に更なる工程を含んでいてもよい。更なる工程では、工程（ｉｖ）で製造された、部分的に曝露されたフィルムが加熱される。加熱は、放射線に曝露された領域（「曝露領域」）を、工程（ｖ）で使用する溶媒中で実質的に不溶性とするのに充分な時間行われてもよい。しかし、更なる加熱工程の後さえも、工程（ｉｖ）で曝露されていない領域（「非曝露領域」）は、現像溶媒中で可溶性である。部分的に曝露されたフィルムは、典型的には、約５０℃〜約２５０℃の温度で約０．１分〜約１０分間、或いは、約１００℃〜約２００℃の温度で約１分〜約５分間、或いは、１３５℃〜約１６５℃の温度で約２分〜約４分間、加熱される。部分的に曝露されたフィルムは、ホットプレート又はオーブン等、従来型の装置を使用して加熱することができる。例示の態様において、図３及び４に示す態様の平面導波路等の平面光導波路は、この更なる加熱工程を含む第２の方法によって製造されてもよい。
【００７５】
平面光導波路組立品は、第２屈折率が第１屈折率よりも高いという条件で、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で第１屈折率を有する基板と、基板の一部に配設され、且つ、第２の硬化ポリマー組成物を含み、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で約１．４５〜１．６０の第２屈折率を有する少なくとも１つのポリマーコアとを含んでいてもよい。
【００７６】
平面光導波路組立品は、クラッドを更に含んでいてもよい。クラッドは、下部クラッド層、上部クラッド層又はこれらの双方を含んでいてもよい。下部クラッド層は、存在する場合、基板の上且つ少なくとも１つのポリマーコアの下に配設され、第１硬化ポリマー組成物を含む。更には、下部クラッド層は、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で、第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する。上部クラッド層は、存在する場合、ポリマーコア上に配設される。下部クラッド層と上部クラッド層の双方が存在する場合、上部クラッド層は、ポリマーコア及び下部クラッド層の双方の上に配設される。上部クラッド層は、第３硬化ポリマー組成物を含み、上部クラッド層は、波長５８９ｎｍの光に対して２３℃で第４屈折率を有する。第４屈折率は、第２屈折率よりも低い。
【００７７】
平面光導波路組立品において、第２硬化ポリマー組成物のみが、第１及び第３硬化ポリマー組成物のみが、又は、３つの硬化ポリマー組成物の全てが、先に詳述したシリコーン組成物を硬化することにより製造されるポリマーが含まれる。特には、シリコーン組成物は、式：（Ｒ１Ｒ２２ＳｉＯ１／２）ｖ（Ｒ２２ＳｉＯ２／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ３／２）ｘ（Ｒ３ＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ［式中、オルガノポリシロキサン樹脂が、ケイ素が結合したエポキシ置換有機基を１分子当たり平均少なくとも２つ有するという条件で、Ｒ１はＣ１〜Ｃ１０ヒドロカルビルであり、Ｒ２はＲ１又はエポキシ置換有機基であり、Ｒ３はＣ４〜Ｃ８アルキルであり、ｖは０〜０．３であり、ｗは０〜０．５であり、ｘは０〜０．９であり、ｙは０．１〜０．８であり、ｚは０〜０．５であり、ｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である］を有するオルガノポリシロキサン樹脂を含む。いくつかの態様において、シリコーン組成物からなるオルガノポリシロキサン樹脂について下付き文字ｗは、ゼロである。いくつかの態様において、シリコーン組成物からなるオルガノポリシロキサンについて、Ｒ３は、２−メチルプロピル（イソブチル；−ＣＨ２−ＣＨ−（ＣＨ３）２）、ｎ−ヘキシル−（−（ＣＨ２）５ＣＨ３）及びｎ−オクチル（−（ＣＨ２）７ＣＨ３）からなる群より選択されてもよい。
【００７８】
本明細書に記載される方法は、高生産性の製造方法まで拡張することができる。単一の基板上に、複数の導波路を同時に製造することを許容する。更には、当該方法は、慣習的なウェハ製造技術（例えば、コーティング、露光、現像、硬化）並びに装置を使用する。更には、当該方法は、光パターン化可能なポリマー及びシリコーン組成物を使用し、それによって、パターン化不可能なポリマー組成物の使用に関連した更なる工程段階（例えば、フォトレジストの塗布及びエッチング）を排除する。最後に、当該方法は高解像度であり、このことは、当該方法が、良好な保持率の限界寸法で、フォトマスクから基板上のシリコーンフィルムにイメージを転写することを意味する。
【００７９】
本明細書に記載する方法に従って作製される平面光導波路組立品は、他の既知の材料を含んだ導波路と比較して、優れた柔軟性、亀裂に対する優れた耐性、及び、ポリマー基板への優れた密着性を示す。いずれかの特定の理論によって限定することを意図しないが、シリコーン組成物からなるオルガノポリシロキサン樹脂中でのエポキシ官能性単位とシルセスキオキサン単位Ｒ３ＳｉＯ３／２［式中、Ｒ３は、Ｃ４〜Ｃ８アルキル］との組み合わせが、本明細書で記載する平面光導波路の改善された性質に実質的に影響を及ぼすと考えられている。特定の一例において、上記樹脂のフィルムは、通常、亀裂又は剥離の兆候なく混合試験に耐え、当該試験においてフィルムは、約６ｍｍの曲げ半径で１０，０００回を超える回数曲げられた。比較すると、Ｃ４〜Ｃ８アルキルシルセスキオキサン官能基を含まない樹脂を含んだ同様のフィルムは、更に大きな曲げ半径での１回の曲げの後に、亀裂を生じ、基板から剥離することが見出された。平面光導波路組立品は、他の既知の材料を使用した、匹敵するか又はより優れた光導波路と比較して、広い温度範囲に亘る良好な熱安定性と、良好な耐環境性、特には、耐湿性を更に示した。更には、導波路組立品は、低い複屈折率と低い伝送損失とを示し、そのどちらも、他の既知の材料を使用した導波路の対応する特徴と同等であるか又はそれよりも優れていた。従って、優れた柔軟性と耐亀裂性は、伝送損失を犠牲にしては得られない。
【００８０】
本明細書に開示される態様に従う光導波路組立品は、減衰器、スイッチ、スプリッター、ルーター、フィルター及び回折格子等の光集積回路の構成部品を製造するのに使用することができる。
【００８１】
特に定義しない限り、本明細書で使用する技術用語及び科学用語は、全て、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書における記載で使用する専門用語は、特定の態様を記載することのみを目的とし、限定することを意図しない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される通り、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、内容が明らかに別の方法で示されない限り、複数形も含むことを意図する。
【００８２】
本明細書及び付属の特許請求の範囲で使用する「〜から独立して選択される」の語は、内容が明らかに別の方法で示されない限り、言及されるグループが、同じであるか、異なるか、又はそれらの混合物であってもよいことを意味することを意図する。従って、この定義の下では、「Ｘ１、Ｘ２及びＸ３は独立して希ガスから選択される」の句は、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の全てが同じである状況、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３が全て異なる状況及びＸ１及びＸ２が同じであり、Ｘ３が異なる状況を含む。
【００８３】
他に示さない限り、数字は全て、成分の量を表し、本明細書及び特許請求の範囲で使用する分子量、反応条件等の性質等は、全ての場合において、「約」の語によって修正されることが理解されるものとする。従って、他に示さない限り、本明細書及び特許請求の範囲に示す数値的特性は、本明細書に開示される態様において取得しようとする所望の性質に応じて変化してもよい。本発明の広い範囲を説明する数値範囲及びパラメータは近似であるにも関わらず、具体例に示す数値は、可能な限り正確に説明される。当業者は、任意の数値は、本質的に、当該値を確定すべく使用される測定技術に起因する特定の誤差を含む。
【００８４】
本発明は、以下の実施例を参照することにより、より良く理解され、実施例は、説明の目的で提供され、当業者は、限定を意味するものではないことを理解する。
【実施例】
【００８５】
実施例１
ベース樹脂の合成
実例として、３種類のベース樹脂を、フィルムとして堆積する前に酸触媒縮合反応によって合成した：ｎ−オクチル、ｎ−ヘキシル及び２−メチルプロピル（イソブチル）。メチル官能性樹脂を含んだ比較試料（即ち、Ｃ４〜Ｃ８アルキル置換基を含まない試料）も調製した。ベース樹脂の合成を、以下のｎ−オクチル樹脂の合成と同様の方法で行った。
【００８６】
フェニルトリメトキシシラン（２０６．１ｇ、１．０４ｍｏｌ）、ｎ−オクチルトリメトキシシラン（２４３．１ｇ、１．０４ｍｏｌ）、ジビニルテトラメチルジシロキサン（１２９．２ｇ、０．６９ｍｏｌ）、水（１６９ｇ、９．３９ｍｏｌ）、メタノール（５００ｇ）及びトルエン（７００ｇ）を、冷却器とディーン・スターク・トラップと磁気攪拌子と温度計とを装着した三つ口フラスコ中で組み合わせた。次いで、ｐＨ２を得るべく、トリフルオロメタンスルホン酸を２、３滴添加した。次いで、混合物を還流下（６７℃）、２時間攪拌した。この後、メタノール及び水を、共沸蒸留によって除去した。次いで、得られた溶液を還流下（１１１℃）、更に２時間攪拌した。その後、溶液を室温まで冷却し、炭酸カルシウムを添加して酸を中和した。混合物を室温で１８時間攪拌した。次いで、活性炭を添加し、混合物を更に１８時間攪拌した。その後、０．４５μｍのＰＴＦＥ被覆フィルターを使用して、混合物をろ過した。３つの小標本を取り出し、１５０℃のオーブン中で２４時間乾燥し、溶液の濃度を決定した。２９Ｓｉ ＮＭＲは、ＭＭｅ２Ｖｉ（０〜−４ｐｐｍ）、ＴＯｃｔ（−６０ｐｐｍ〜−７０ｐｐｍ）及びＴＰｈ（−８０ｐｐｍ）の共鳴特性を示した。ＧＰＣデータは二峰性の分子量分布を示した。Ｍｎ＝１７４０Ｄａ、Ｍｗ＝２９１０Ｄａ、Ｍｚ＝４８００Ｄａ、多分散性１．６７。
【００８７】
実施例２
エポキシ官能性樹脂の合成
エポキシ官能性樹脂を、塩基触媒再平衡によって調製し、例１に従って調製した樹脂にエポキシ基を導入した。各々の樹脂のタイプにつき、合成方法は、以下のエポキシ官能性ｎ−オクチル樹脂の調製と同様であった。
【００８８】
例１のｎ−オクチルベース樹脂（５８％溶液３４３．１ｇ、（ＴＰｈ）０．３７５（ＴＯｃｔ）０．３７５（ＭＭｅ２Ｖｉ）０．２５について平均単量体分子量１３２．６に基づき１．５ｍｏｌ）、（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（２４６．１ｇ、１．０ｍｏｌ）、水（８１ｇ、４．５ｍｏｌ）、メタノール（７６０ｍＬ）及びトルエン（７６０ｍＬ）を、冷却器とディーン・スターク・トラップと磁気攪拌子と温度計とを装着した三つ口フラスコ中で組み合わせた。次いで、ｐＨ１０を得るべく、２、３ミリリットルのナトリウムメトキシド溶液（メタノール中２５％）を添加した。その後、混合物を還流下（６７℃）、２時間攪拌した。この後、メタノールと水とを共沸蒸留によって除去した。次いで、得られた溶液を還流下（１１１℃）、更に２時間攪拌した。その後、溶液を室温まで冷却し、アルミノシリケート（Ａｌ２Ｏ３−９ＳｉＯ２−ｘＨ２Ｏ）を添加して塩基を中和した。混合物を室温で１８時間攪拌した。次いで、活性炭を添加し、混合物を更に１８時間攪拌した。その後、０．４５μｍのＰＴＦＥ被覆フィルターを使用して、混合物をろ過した。３つの小標本を取り出し、１５０℃のオーブン中で２４時間乾燥し、溶液の濃度を決定した。２９Ｓｉ ＮＭＲは、ＭＭｅ２Ｖｉ（０〜−４ｐｐｍ）、ＴＯｃｔ（−６０ｐｐｍ〜−７０ｐｐｍ）及びＴＰｈ（−７５ｐｐｍ〜−８０ｐｐｍ）の共鳴特性を示した。ＧＰＣデータは二峰性の分子量分布を示した。Ｍｎ＝１５４０Ｄａ、Ｍｗ＝２０２０Ｄａ、Ｍｚ＝２８４０Ｄａ、多分散性１．３１。本明細書で開示するエポキシ官能性樹脂は全て、同様の手順を使用して合成した。
【００８９】
実施例３
フィルムのパターン化
カプトン（Kapton）（登録商標）シート（ポリイミド、デュポン社より入手可能）によって被覆したシリコンウェハー基板上に、上記例のうちの少なくとも１つに従って合成した樹脂をスピンコーティングすることによって、フィルムとした。１０００ｒｐｍで回転させながら、シリコンウェハーを、まずトルエンで、次いでイソプロパノールですすぐことにより洗浄した。その後、Ｓｙｌｇａｒｄ １８４（ダウコーニングから入手可能なシリコーンエラストマー；５０％トルエン溶液）の層を、５００ｒｐｍ／ｓで３０秒間加速し、１０００ｒｐｍの回転によって塗布した。回転させた後、ホットプレート上で基板を１１０℃で２分間ベークし、カプトン（登録商標）シートを慎重に適用した。泡形成が最小になったとき、基板を１１０℃で更に２分間ベークした。
【００９０】
１０００ｒｐｍの回転の間、トルエン及びイソプロパノールを適用したすすぎによって、得られた構造体を再洗浄した。次いで、樹脂溶液を５００ｒｐｍ／ｓで３０秒間、１０００ｒｐｍの回転によって塗布し、ホットプレート上でフィルムを１１０℃で２分間ベークした。その後すぐに、１０００ｍＪ／ｃｍ２で２つの水銀アークランプからの紫外線照射に曝露することによって樹脂を硬化した。最終的に、被覆した基板は、オーブン中１３０℃で約６０分間ベークした。
【００９１】
パターン化された多層フィルムは、単層フィルムについて上述したのと同様の方法を使用して製造することができる。第１層は、最終的なベークが１３０℃であること以外は、上述の通り作製することができる。第２層は、同様の手順を使用して塗布することができる。パターン化したコア層をクラッドの最初の層に塗布したパターン化フィルムの場合、硬化工程はシャドーマスクを使用して行われた。露光後、現像溶媒（ｎ−オクチル官能性樹脂にはメシチレン、ｎ−ヘキシル及びイソブチル樹脂にはメシチレン：トルエンの３：１混合物）のパドル（puddle）を、２分間、基板上に設置する。その後、基板を１０００ｒｐｍで回転させ、現像溶媒及びイソプロパノールで更なるすすぎを行った。次いで、ホットプレート上で、パターン化されたフィルムを１１０℃で２分間ベークし、残留溶媒を除去した。必要な場合には、典型的にはクラッドの第３の層を、最初の層について記載したのと同じ手順を使用して塗布することができる。
【００９２】
実施例４
カプトン（登録商標）への密着性
上記実施例で説明した樹脂を含んだフィルムを試験して、熱可塑性基板への密着性を決定した。１０００ｒｐｍで回転させながら、トルエン及びイソプロパノールからなるすすぎ液を使用してまず基板を洗浄し、その後、実施例１及び２に従って製造したエポキシ官能性樹脂のフィルムをカプトン（登録商標）基板に適用した。樹脂溶液を５００ｒｐｍ／ｓで３０秒間、１０００ｒｐｍで回転させることにより塗布した。次いで、ホットプレート上で、フィルムを１１０℃で２分間ベークした。ベークした樹脂を、１０００ｍＪ／ｃｍ２で水銀アークランプからの紫外線放射へと曝露することによって硬化した。最終的に、被覆された基板を、オーブン中１３０℃で６０分間ベークした。
【００９３】
基板への密着性を試験すべく、オーブンからフィルムを取り出し、室温まで冷却した。次いで、一片の粘着テープを各々のフィルムの表面に貼付した。テープを表面からはがすと、樹脂フィルムには傷がなく、カプトン（登録商標）基板に接着したままであった。次いで、フィルムを５分間、熱湯中に沈め、取り出し、乾燥させた。樹脂の各々について、樹脂フィルムを損傷させることなく、テープの貼付と除去とを繰り返した。このことは、硬化フィルムが、熱可塑性基板に接着することができることを実証する。
【００９４】
実施例５
ｎ−オクチル−エポキシ−官能性樹脂フィルムの柔軟性
動的柔軟性適用に関する光学フィルムの初期試験は、自動スライド試験機を使用して完了させた。自動スライド試験機を使用して、固定した距離を隔てた２つの平行な板に対して角度約１８０°の湾曲でフィルムを保持した。次いで、平坦から約１８０°の湾曲まで達した後に平坦へと、１サイクル毎にフィルムが２回曲がるように板を前後にスライドさせた。単層フィルム、多層フィルム及びパターン化した積層（stack）の全てを、同じ手順を使用して評価した。
【００９５】
上記実施例１〜３に従って製造したｎ−オクチル−エポキシ−官能性樹脂の硬化フィルムを、直径約１００ｍｍの柔軟性ポリイミドディスク上に堆積した。比較の基準として、メチル−エポキシ−官能性樹脂のフィルムを、ｎ−オクチルトリメトキシシランを適切なモル量のメチルトリメトキシシランで置き換えることにより、実施例１〜３に従って製造した。スライド試験の前後に、各々のフィルムの適切な中心において印を付した領域の光学顕微鏡写真を記録した。その後、約５ミル（０．１２７ｍｍ）厚さのポリイミドキャリアフィルムのシート上にディスクを平らに貼り付けた。この集合体を自動スライド試験機に１８０°の湾曲で装着した。湾曲の外半径を６ｍｍに設定し、サイクル周波数を毎秒１回の曲げに等しい３０／分に設定した。試料を約１０，０００回曲げた。ｎ−オクチル−エポキシ官能性樹脂のフィルムは、約１０，０００回の曲げサイクルの後に、亀裂とわずかな剥離の兆候を示した。メチル−エポキシ−官能性樹脂のフィルムは、たった１回の曲げの後に、著しい亀裂と剥離の兆候を示した。
【００９６】
実施例６
ｎ−ヘキシル−エポキシ−官能性樹脂とイソブチル−エポキシ−官能性樹脂とのフィルムの柔軟性
ｎ−ヘキシル官能性樹脂のフィルムを、ｎ−オクチルトリメトキシシランの代わりに、適切なモル量のｎ−ヘキシルトリメトキシシランを代用することによって、実施例１〜３と同様の方法で合成したベース樹脂から調製した。イソブチル官能性樹脂のフィルムを、ｎ−オクチルトリメトキシシランの代わりに、適切なモル量のイソブチルトリメトキシシランを代用することによって、実施例１〜３と同様の方法で合成したベース樹脂から調製した。各々のフィルムについて、約１０，０００の曲げサイクルを含めた動的柔軟性試験を、実施例５で示した通りにして遂行した。ｎ−ヘキシル樹脂フィルム及びイソブチル樹脂フィルムのいずれも、動的柔軟性試験の後に、亀裂や剥離の兆候を示さなかった。
【００９７】
実施例７
ｎ−オクチル−エポキシ−官能性樹脂モノリスの容量損失
エポキシ−官能性樹脂のモノリスについて、種々の波長で容量損失を測定した。上記実施例１及び２の従って調製した、ｎ−オクチル−エポキシ−官能性樹脂の７５％溶液（ｗ／ｗ）トルエン溶液を、オーブン中に、１５０℃で２４時間設置した。この後、溶媒を蒸発させると、粘性のある透明な液体が残った。温度を１５０℃に保ちながら、液体を１ｃｍの石英キュベットに注いだ。その後、試料を室温まで冷却し、石英ビームスプリッターを具えたペルキン−エルマースペクトラムＧＸ分光計を使用して分析した。測定した波長範囲は、８００ｎｍ〜２２００ｎｍであった。目的の波長における吸収から、容量損失を計算した。損失は、８５０ｎｍで０．１１ｄＢ／ｃｍ、１３１０ｎｍで０．０９ｄＢ／ｃｍ、１５５０ｎｍで０．１２ｄＢ／ｃｍであった。
【００９８】
実施例８
ｎ−ヘキシル−エポキシ−官能性樹脂とイソブチル−エポキシ−官能性樹脂とのモノリスの容量損失
ｎ−オクチルトリメトキシシランを、適切なモル量のｎ−ヘキシルトリメトキシシラン及びイソブチルトリメトキシシランに置き換えることによって、それぞれ、ｎ−ヘキシル−エポキシ−官能性樹脂及びイソブチル−エポキシ−官能性樹脂のモノリスサンプルを上記実施例１及び２に従って調製した。チェース（モールド）を形成して、ＩＲ測定用に樹脂を調製した。チェースを形成すべく、浸漬被覆の後に２４時間硬化することによってミクロン厚さのＤＣ ７７８６フルオロシリコーン剥離塗料をガラス又はアルミニウム皿に塗布した。樹脂サンプルをモールドに注ぎ、６０〜７０℃で６〜８時間、水銀柱２９．５インチの真空オーブン中に設置した。次いで、サンプルを取り出し、両面における孔隙及び平面性について検査した。サンプルを除去すべく、モールドを裏返し、ＰＳＡフルオロシリコーン剥離ライナー上を軽く叩いた。重量分析によって溶媒含有率を０．５重量％未満と決定した。ＦＴＮＩＲ測定は、ＮＩＲ光源及び外部ＮＩＲ光学フィルターを有するＮＩＲ ＤＴＧＳ検出器を具えたパーキン−エルマーＧＸ分光計を使用して行った。どちらの樹脂も、８５０ｎｍで０．１０ｄＢ／ｃｍ、１３１０ｎｍで０．１０ｄＢ／ｃｍ、１５５０ｎｍで０．１３ｄＢ／ｃｍの容量損失を示した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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