專利名稱：光學(xué)聚合物組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)聚合物組合物，且尤其是，涉及這種一種光學(xué)聚合物組合物，它能對(duì)構(gòu)成光波導(dǎo)的芯子和包層之間在折射率上的差別進(jìn)行微調(diào)(精密調(diào)節(jié))。
聚合物通常用于如光學(xué)透鏡或光盤的光學(xué)基片。最近，已經(jīng)研究聚合物用作用于近紅外線波長范圍內(nèi)的光波導(dǎo)材料。
然而，應(yīng)用于這種領(lǐng)域的聚合物是吸收屬于近紅外線的1,000-1,700納米的光。聚合物對(duì)近紅外線的這種吸收是由于在烷基、苯基或其它烴似的功能基團(tuán)中的碳-氫(C-H鍵)之間的化學(xué)鍵的諧波的泛音(overtone)而造成的。因此，使用這種聚合物作為光波導(dǎo)材料利用在近紅外波長范圍的光時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的光損失。為了減少這種光的損失，光吸收波長應(yīng)移至長于或短于近紅外線波長的波長區(qū)域。為了這個(gè)目的，已提出用氟化物(F)或重氫(D)取代C-H鍵中的氫(H)的方法。
在使用重氫取代氫的方法的情況下，碳-重氫(C-D)鍵會(huì)吸收大量的1,500納米的光，因此這種方法不適用于形成一種材料用于利用1500納米波長的光通信器件。同時(shí)，已了解到用氟化物(F)取代氫(H)的方法能將在1,000-1,700納米的波長范圍內(nèi)的光吸收損失減至最小。
另外，當(dāng)制作一個(gè)光波導(dǎo)裝置時(shí)，需要用包層來包圍芯子，以使光信號(hào)被導(dǎo)引通過芯子。這里，在用于光通信的波長區(qū)域內(nèi)，包層具有的折射率應(yīng)低于芯子的折射率。在芯子和包層之間的這種折射率的不同確定了光波導(dǎo)的規(guī)模尺寸并影響光波導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)。
聚合物的折射率通常是由它的分子結(jié)構(gòu)決定的。在用于制備具有不同折射率的芯子和包層的材料的常規(guī)方法中，可獲得具有一個(gè)預(yù)定折射率的一種第一聚合物，隨后第一聚合物進(jìn)行部分改型以獲得其折射率與第一聚合物略有不同的一種第二聚合物。如此制備的第一和第二聚合物分別用作芯子和包層的材料。
用于光波導(dǎo)裝置的材料必須滿足以下條件首先，考慮到光性能方面，材料本身的光吸收損失必須低以減少光損失?？紤]到工藝性能方面，膜形成性能適于制備光波導(dǎo)。另外，材料必須具有熱和極化性能以阻抗在制作過程中由外部因素引起的損壞。
然而，分別合成具有一預(yù)定拆射率同時(shí)滿足上面要求的聚合物，需要更多的勞力和時(shí)間，且事實(shí)上獲得這種合成是很困難的。另外，如上所描述的，芯子的折射率應(yīng)大于包層的折射率。因此，當(dāng)用作包層的聚合物制備成與用于芯子的聚合物具有一相同的結(jié)構(gòu)時(shí)，用于芯子的聚合物中的氟化物(F)的含量與用于包層的聚合物相比應(yīng)有所減少。然而，在聚合物中的氟化物(F)的量的這種減少會(huì)由于材料本身的光吸收造成光損耗。
為了獲得滿足所需要的折射率的差別用作芯子和包層的材料，曾提出將具有不同折射率的兩種化合物以一預(yù)定的混合比例混合的方法。然而，這種方法會(huì)產(chǎn)生相分離。
為了解決上述的難題，本發(fā)明的目的在于提供用于光波導(dǎo)材料的具有一折射率的光聚合物組合物，同樣解決了相分離難題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種光學(xué)聚合物組合物，其中由通式(1)表示的一種共聚物和由通式(2)表示的一種共聚物以一任選的比例混合
其中A和B是不同的，它們選自以下化合物的重復(fù)單元組成的一組類聚亞芳基硫化物，聚鹵代亞芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜，聚鹵代砜，改型的聚鹵代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯，多鹵代磺酸酯，改型的多鹵代磺酸酯，聚碳酸酯，聚鹵代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚鹵代丙烯酸酯，聚亞芳醚，聚鹵代亞芳醚，聚酯，聚鹵代酯，聚烯烴，聚鹵代烯烴，聚乙烯鹵化物，聚氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代氧雜環(huán)戊烯，聚間二氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代間二氧雜環(huán)戊烯，聚硫醇，聚鹵代硫醇，聚二硫醇，聚鹵代二硫醇，聚氧烷，聚鹵代氧烷，聚二氧烷，聚鹵代二氧烷，聚硫烷，聚鹵代硫烷，聚二硫烷，聚鹵代二硫烷，聚酰亞胺，改型的聚酰亞胺，聚鹵代酰亞胺，改型的聚鹵代酰亞胺，聚酰胺，聚鹵代酰胺，改型聚酰胺，改型的鹵代酰胺，聚苯乙烯，聚鹵代苯乙烯，聚硅氧烷，聚鹵代硅氧烷，聚硅烷，聚鹵代硅烷，聚順丁烯二(酸)酰亞胺，聚二順丁烯二酰亞胺，聚鹵代順丁烯二酰亞胺，聚膦苯，聚鹵代膦苯，聚磷酸酯以及聚鹵代磷酸酯；在鹵代化合物中的碳-氫(C-H)，氧-氫(O-H)，硫-氫(S-H)或氮-氫(N-H)鍵中的氫(Hs)部分地或全部地被由至少從由氟化物(F)和氯化物(Cl)組成的組中選取的一種所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l(fā)表示克分子分?jǐn)?shù)且滿足n+k＝1和m+l＝1的條件。
最好是，改性的聚砜是聚醚砜或聚硫醚砜，且改性的多磺酸酯是聚醚磺酸酯或是聚硫醚磺酸酯。另外，最好改性的聚烯烴是聚乙烯，聚丙烯或是聚丁烯，且改性的聚酰亞胺是聚酯酰亞胺，聚醚酰亞胺或是聚硫醚酰亞胺，以及改性的聚酰胺是聚酯酰胺，聚醚酰胺或是聚硫醚酰胺。
在按本發(fā)明的光聚合物組合中，聚合物具有不同的共聚合比率，也就是說，由通式(1)和(2)表示的共聚物以一適當(dāng)?shù)谋壤旌?，以可精密調(diào)節(jié)構(gòu)成光波導(dǎo)的芯子和包層的折射率之間的差別。這里，由通式(1)和(2)表示的共聚物可以不加限制地以任何比例混合。而且，由通式(1)和(2)表示的兩種共聚物之間難于發(fā)生相分離，從而將由這種相分離而產(chǎn)生的光散射損耗減少到最小。
在上述公式(1)和(2)中，A和B是不同的，且是選自如下化合物重復(fù)單元所組成的一組類
其中A和B是不同的，它們選自以下物質(zhì)的重復(fù)單元組成的一組類聚亞芳基硫化物，聚鹵代亞芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜如聚醚砜及聚硫醚砜，聚鹵代砜，改型的聚鹵代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯如聚醚磺酸酯和聚硫醚磺酸酯，多鹵代磺酸酯，改型的多鹵代磺酸酯，聚碳酸酯，聚鹵代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚鹵代丙烯酸酯，聚亞芳醚，聚鹵代亞芳醚，聚酯，聚鹵代酯，聚烯烴如聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯，聚鹵代烯烴，聚乙烯鹵化物，聚氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代雜環(huán)戊烯，聚間二氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代間二氧雜環(huán)戊烯，聚硫醇，聚鹵代硫醇，聚二硫醇，聚鹵代二硫醇，聚氧烷，聚鹵代氧烷，聚二氧烷，聚鹵代二氧烷，聚硫烷，聚鹵代硫烷，聚二硫烷，聚鹵代二硫烷，聚酰亞胺，改型的聚酰亞胺如聚酯酰亞胺，聚醚酰亞胺和聚硫醚酰亞胺，聚鹵代酰亞胺，改型的聚鹵代酰亞胺，聚酰胺，聚鹵代酰胺，改型聚酰胺如聚酯酰胺，聚醚酰胺，聚硫醚酰胺，改型的鹵代酰胺，聚苯乙烯，聚鹵代苯乙烯，聚硅氧烷，聚鹵代硅氧烷，聚硅烷，聚鹵代硅烷，聚順丁烯二(酸)酰亞胺，聚二順丁烯二酰亞胺，聚鹵代順丁烯二酰亞胺，聚膦苯，聚鹵代膦苯，聚磷酸酯以及聚鹵代磷酸酯；在鹵代化合物中的碳-氫(C-H)，氧-氫(O-H)，硫-氫(S-H)或氮-氫(N-H)鍵中的氫(Hs)部分地或全部地被由至少從由氟化物(F)和氯化物(Cl)組成的組中選取的一種所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l(fā)表示克分子分?jǐn)?shù)且滿足n+k＝1和m+l＝1的條件。
下面，將描述按本發(fā)明最佳實(shí)施例的光學(xué)共聚物組合物。
由通式(3)和(4)表示的共聚物分別包括一第一重復(fù)單元(全氟-2，2-二甲基-1，3-間二氧雜環(huán)戍烯)及一第二重復(fù)單元(四氟乙烯)。將通式(3)和(4)表示的有不同折射率的共聚物，按照第一和第二重復(fù)單元的各自的共聚合比例以預(yù)定比例混合，以制備光學(xué)聚合物組合物。這里，得到的組合物的折射率是通過基于由通式(3)和(4)表示的共聚物的重量的混合比例來確定的。
在上述公式(3)和(4)中，0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l(fā)表示克分子分?jǐn)?shù)，且滿足n+k＝1和m+l＝1的條件。
本發(fā)明的光學(xué)聚合物組合物不會(huì)產(chǎn)生相分離作用，從而發(fā)生光散射的難題。另外，使用本發(fā)明的聚合物組合物可以容易地獲得構(gòu)成光波導(dǎo)裝置的芯子和包層之間的折射率差別的精細(xì)調(diào)節(jié)，因此聚合物組合物可用作芯子和包層的材料。
如上面所述描述的，按照本發(fā)明的光聚合物組合物，可以通過將由通式(1)和通式(2)所表示的兩種含有相同重復(fù)單元A和B，但具有不同共聚化比例的聚合物以預(yù)定重量比例混合，可以獲得具有所需要折射率的光學(xué)材料。使用本發(fā)明的光學(xué)組合物可容易地對(duì)形成光波導(dǎo)的芯子和包層之間的折射率的差別進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。因此，與常規(guī)的方法相比，光波導(dǎo)的制作變得容易了。
按本發(fā)明的光學(xué)聚合物組合物可用作光通信裝置如光電子集成電路(OEIC)，光電子混合電路板(OEMWB)，混成集成器件，塑料光纖以及多芯片模塊(MCM)的主要光學(xué)材料。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)聚合物組合物，其特征在于其中由通式(1)表示的共聚物和由通式(2)表示的共聚物以任意比例混合，其中通過改變通式(1)的共聚物和通式(2)的共聚物的混合比例而控制光學(xué)組合物的折射率
其中A和B是不同的，它們選自以下化合物的重復(fù)單元組成的一組類聚亞芳基硫化物，聚鹵代亞芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜，聚鹵代砜，改型的聚鹵代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯，聚鹵代磺酸酯，改型的多鹵代磺酸酯，聚碳酸酯，聚鹵代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚鹵代丙烯酸酯，聚亞芳醚，聚鹵代亞芳醚，聚酯，聚鹵代酯，聚烯烴，聚鹵代烯烴，聚乙烯鹵化物，聚氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代雜環(huán)戊烯，聚間二氧雜環(huán)戊烯，聚鹵代間二氧雜環(huán)戊烯，聚硫醇，聚鹵代硫醇，聚二硫醇，聚鹵代二硫醇，聚氧烷，聚鹵代氧烷，聚二氧烷，聚鹵代二氧烷，聚硫烷，聚鹵代硫烷，聚二硫烷，聚鹵代二硫烷，聚酰亞胺，改型的聚酰亞胺，聚鹵代酰亞胺，改型的聚鹵代酰亞胺，聚酰胺，聚鹵代酰胺，改型的聚酰胺，改型的鹵代酰胺，聚苯乙烯，聚鹵代苯乙烯，聚硅氧烷，聚鹵代硅氧烷，聚硅烷，聚鹵代硅烷，聚順丁烯二(酸)酰亞胺，聚二順丁烯二酰亞胺，聚鹵代順丁烯二酰亞胺，聚膦苯，聚鹵代膦苯，聚磷酸酯以及聚鹵代磷酸酯；在鹵代化合物中的碳-氫(C-H)，氧-氫(O-H)，硫-氫(S-H)或氮-氫(N-H)鍵中的氫(Hs)部分地或全部地被由至少從由氟化物(F)和氯化物(Cl)組成的組中選取的一種所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l(fā)表示克分子分?jǐn)?shù)且滿足n+k＝1和m+l＝1的條件。
2.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中由通式(1)和(2)表示的共聚物是以通式(3)和(4)表示的聚合物
其中0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l(fā)表示克分子分?jǐn)?shù)，且滿足n+k＝1和m+l＝1的條件。
3.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中改性的聚砜類是聚醚砜或聚硫醚砜。
4.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中改性的多磺酸酯是聚醚磺酸酯或聚硫醚磺酸酯。
5.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中聚烯烴是聚乙烯，聚丙烯或聚丁烯。
6.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中改性的聚酰亞胺是聚酯酰亞胺，聚醚酰亞胺或聚硫醚酰亞胺。
7.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)聚合物組合物，其特征在于，其中改性的酰胺類是聚酯酰胺，聚醚酰胺，或硫醚酰胺。
全文摘要
一種光學(xué)聚合物組合物,其中具有相同重復(fù)單元的具有不同共聚化比例的聚合物以任意比例混合。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)基于重量的混合比例,可以獲得具有所需要折射率的光學(xué)材料。另外,容易對(duì)形成光波導(dǎo)的芯子和包層之間的折射率的差別進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié),因此,可較容易地制作光波導(dǎo)裝置。
文檔編號(hào)C08L101/12GK1245183SQ98124930
公開日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1998年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月17日
發(fā)明者金銀枝, 韓官秀, 張佑赫, 李泰衡 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社