专利名称：光学聚合物组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学聚合物组合物，且尤其是，涉及这种一种光学聚合物组合物，它能对构成光波导的芯子和包层之间在折射率上的差别进行微调(精密调节)。
聚合物通常用于如光学透镜或光盘的光学基片。最近，已经研究聚合物用作用于近红外线波长范围内的光波导材料。
然而，应用于这种领域的聚合物是吸收属于近红外线的1,000-1,700纳米的光。聚合物对近红外线的这种吸收是由于在烷基、苯基或其它烃似的功能基团中的碳-氢(C-H键)之间的化学键的谐波的泛音(overtone)而造成的。因此，使用这种聚合物作为光波导材料利用在近红外波长范围的光时，会产生较大的光损失。为了减少这种光的损失，光吸收波长应移至长于或短于近红外线波长的波长区域。为了这个目的，已提出用氟化物(F)或重氢(D)取代C-H键中的氢(H)的方法。
在使用重氢取代氢的方法的情况下，碳-重氢(C-D)键会吸收大量的1,500纳米的光，因此这种方法不适用于形成一种材料用于利用1500纳米波长的光通信器件。同时，已了解到用氟化物(F)取代氢(H)的方法能将在1,000-1,700纳米的波长范围内的光吸收损失减至最小。
另外，当制作一个光波导装置时，需要用包层来包围芯子，以使光信号被导引通过芯子。这里，在用于光通信的波长区域内，包层具有的折射率应低于芯子的折射率。在芯子和包层之间的这种折射率的不同确定了光波导的规模尺寸并影响光波导装置的设计。
聚合物的折射率通常是由它的分子结构决定的。在用于制备具有不同折射率的芯子和包层的材料的常规方法中，可获得具有一个预定折射率的一种第一聚合物，随后第一聚合物进行部分改型以获得其折射率与第一聚合物略有不同的一种第二聚合物。如此制备的第一和第二聚合物分别用作芯子和包层的材料。
用于光波导装置的材料必须满足以下条件首先，考虑到光性能方面，材料本身的光吸收损失必须低以减少光损失。考虑到工艺性能方面，膜形成性能适于制备光波导。另外，材料必须具有热和极化性能以阻抗在制作过程中由外部因素引起的损坏。
然而，分别合成具有一预定拆射率同时满足上面要求的聚合物，需要更多的劳力和时间，且事实上获得这种合成是很困难的。另外，如上所描述的，芯子的折射率应大于包层的折射率。因此，当用作包层的聚合物制备成与用于芯子的聚合物具有一相同的结构时，用于芯子的聚合物中的氟化物(F)的含量与用于包层的聚合物相比应有所减少。然而，在聚合物中的氟化物(F)的量的这种减少会由于材料本身的光吸收造成光损耗。
为了获得满足所需要的折射率的差别用作芯子和包层的材料，曾提出将具有不同折射率的两种化合物以一预定的混合比例混合的方法。然而，这种方法会产生相分离。
为了解决上述的难题，本发明的目的在于提供用于光波导材料的具有一折射率的光聚合物组合物，同样解决了相分离难题。
为了实现上述目的，提供一种光学聚合物组合物，其中由通式(1)表示的一种共聚物和由通式(2)表示的一种共聚物以一任选的比例混合
其中A和B是不同的，它们选自以下化合物的重复单元组成的一组类聚亚芳基硫化物，聚卤代亚芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜，聚卤代砜，改型的聚卤代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯，多卤代磺酸酯，改型的多卤代磺酸酯，聚碳酸酯，聚卤代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚卤代丙烯酸酯，聚亚芳醚，聚卤代亚芳醚，聚酯，聚卤代酯，聚烯烃，聚卤代烯烃，聚乙烯卤化物，聚氧杂环戊烯，聚卤代氧杂环戊烯，聚间二氧杂环戊烯，聚卤代间二氧杂环戊烯，聚硫醇，聚卤代硫醇，聚二硫醇，聚卤代二硫醇，聚氧烷，聚卤代氧烷，聚二氧烷，聚卤代二氧烷，聚硫烷，聚卤代硫烷，聚二硫烷，聚卤代二硫烷，聚酰亚胺，改型的聚酰亚胺，聚卤代酰亚胺，改型的聚卤代酰亚胺，聚酰胺，聚卤代酰胺，改型聚酰胺，改型的卤代酰胺，聚苯乙烯，聚卤代苯乙烯，聚硅氧烷，聚卤代硅氧烷，聚硅烷，聚卤代硅烷，聚顺丁烯二(酸)酰亚胺，聚二顺丁烯二酰亚胺，聚卤代顺丁烯二酰亚胺，聚膦苯，聚卤代膦苯，聚磷酸酯以及聚卤代磷酸酯；在卤代化合物中的碳-氢(C-H)，氧-氢(O-H)，硫-氢(S-H)或氮-氢(N-H)键中的氢(Hs)部分地或全部地被由至少从由氟化物(F)和氯化物(Cl)组成的组中选取的一种所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l表示克分子分数且满足n+k＝1和m+l＝1的条件。
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，最好改性的聚烯烃是聚乙烯，聚丙烯或是聚丁烯，且改性的聚酰亚胺是聚酯酰亚胺，聚醚酰亚胺或是聚硫醚酰亚胺，以及改性的聚酰胺是聚酯酰胺，聚醚酰胺或是聚硫醚酰胺。
在按本发明的光聚合物组合中，聚合物具有不同的共聚合比率，也就是说，由通式(1)和(2)表示的共聚物以一适当的比例混合，以可精密调节构成光波导的芯子和包层的折射率之间的差别。这里，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)表示的两种共聚物之间难于发生相分离，从而将由这种相分离而产生的光散射损耗减少到最小。
在上述公式(1)和(2)中，A和B是不同的，且是选自如下化合物重复单元所组成的一组类
其中A和B是不同的，它们选自以下物质的重复单元组成的一组类聚亚芳基硫化物，聚卤代亚芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜如聚醚砜及聚硫醚砜，聚卤代砜，改型的聚卤代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯如聚醚磺酸酯和聚硫醚磺酸酯，多卤代磺酸酯，改型的多卤代磺酸酯，聚碳酸酯，聚卤代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚卤代丙烯酸酯，聚亚芳醚，聚卤代亚芳醚，聚酯，聚卤代酯，聚烯烃如聚乙烯，聚丙烯和聚丁烯，聚卤代烯烃，聚乙烯卤化物，聚氧杂环戊烯，聚卤代杂环戊烯，聚间二氧杂环戊烯，聚卤代间二氧杂环戊烯，聚硫醇，聚卤代硫醇，聚二硫醇，聚卤代二硫醇，聚氧烷，聚卤代氧烷，聚二氧烷，聚卤代二氧烷，聚硫烷，聚卤代硫烷，聚二硫烷，聚卤代二硫烷，聚酰亚胺，改型的聚酰亚胺如聚酯酰亚胺，聚醚酰亚胺和聚硫醚酰亚胺，聚卤代酰亚胺，改型的聚卤代酰亚胺，聚酰胺，聚卤代酰胺，改型聚酰胺如聚酯酰胺，聚醚酰胺，聚硫醚酰胺，改型的卤代酰胺，聚苯乙烯，聚卤代苯乙烯，聚硅氧烷，聚卤代硅氧烷，聚硅烷，聚卤代硅烷，聚顺丁烯二(酸)酰亚胺，聚二顺丁烯二酰亚胺，聚卤代顺丁烯二酰亚胺，聚膦苯，聚卤代膦苯，聚磷酸酯以及聚卤代磷酸酯；在卤代化合物中的碳-氢(C-H)，氧-氢(O-H)，硫-氢(S-H)或氮-氢(N-H)键中的氢(Hs)部分地或全部地被由至少从由氟化物(F)和氯化物(Cl)组成的组中选取的一种所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l表示克分子分数且满足n+k＝1和m+l＝1的条件。
下面，将描述按本发明最佳实施例的光学共聚物组合物。
由通式(3)和(4)表示的共聚物分别包括一第一重复单元(全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戍烯)及一第二重复单元(四氟乙烯)。将通式(3)和(4)表示的有不同折射率的共聚物，按照第一和第二重复单元的各自的共聚合比例以预定比例混合，以制备光学聚合物组合物。这里，得到的组合物的折射率是通过基于由通式(3)和(4)表示的共聚物的重量的混合比例来确定的。
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表示克分子分数，且满足n+k＝1和m+l＝1的条件。
本发明的光学聚合物组合物不会产生相分离作用，从而发生光散射的难题。另外，使用本发明的聚合物组合物可以容易地获得构成光波导装置的芯子和包层之间的折射率差别的精细调节，因此聚合物组合物可用作芯子和包层的材料。
如上面所述描述的，按照本发明的光聚合物组合物，可以通过将由通式(1)和通式(2)所表示的两种含有相同重复单元A和B，但具有不同共聚化比例的聚合物以预定重量比例混合，可以获得具有所需要折射率的光学材料。使用本发明的光学组合物可容易地对形成光波导的芯子和包层之间的折射率的差别进行精细调节。因此，与常规的方法相比，光波导的制作变得容易了。
按本发明的光学聚合物组合物可用作光通信装置如光电子集成电路(OEIC)，光电子混合电路板(OEMWB)，混成集成器件，塑料光纤以及多芯片模块(MCM)的主要光学材料。
权利要求
1.一种光学聚合物组合物，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，其中通过改变通式(1)的共聚物和通式(2)的共聚物的混合比例而控制光学组合物的折射率
其中A和B是不同的，它们选自以下化合物的重复单元组成的一组类聚亚芳基硫化物，聚卤代亚芳基硫化物，聚砜，改型的聚砜，聚卤代砜，改型的聚卤代砜，多磺酸酯，改型的多磺酸酯，聚卤代磺酸酯，改型的多卤代磺酸酯，聚碳酸酯，聚卤代碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚卤代丙烯酸酯，聚亚芳醚，聚卤代亚芳醚，聚酯，聚卤代酯，聚烯烃，聚卤代烯烃，聚乙烯卤化物，聚氧杂环戊烯，聚卤代杂环戊烯，聚间二氧杂环戊烯，聚卤代间二氧杂环戊烯，聚硫醇，聚卤代硫醇，聚二硫醇，聚卤代二硫醇，聚氧烷，聚卤代氧烷，聚二氧烷，聚卤代二氧烷，聚硫烷，聚卤代硫烷，聚二硫烷，聚卤代二硫烷，聚酰亚胺，改型的聚酰亚胺，聚卤代酰亚胺，改型的聚卤代酰亚胺，聚酰胺，聚卤代酰胺，改型的聚酰胺，改型的卤代酰胺，聚苯乙烯，聚卤代苯乙烯，聚硅氧烷，聚卤代硅氧烷，聚硅烷，聚卤代硅烷，聚顺丁烯二(酸)酰亚胺，聚二顺丁烯二酰亚胺，聚卤代顺丁烯二酰亚胺，聚膦苯，聚卤代膦苯，聚磷酸酯以及聚卤代磷酸酯；在卤代化合物中的碳-氢(C-H)，氧-氢(O-H)，硫-氢(S-H)或氮-氢(N-H)键中的氢(Hs)部分地或全部地被由至少从由氟化物(F)和氯化物(Cl)组成的组中选取的一种所取代；且0＜n＜1，0＜k＜1，0＜m＜1及0＜l＜1，其中n，k，m及l表示克分子分数且满足n+k＝1和m+l＝1的条件。
2.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，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表示克分子分数，且满足n+k＝1和m+l＝1的条件。
3.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，其特征在于，其中改性的聚砜类是聚醚砜或聚硫醚砜。
4.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，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.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，其特征在于，其中聚烯烃是聚乙烯，聚丙烯或聚丁烯。
6.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，其特征在于，其中改性的聚酰亚胺是聚酯酰亚胺，聚醚酰亚胺或聚硫醚酰亚胺。
7.按照权利要求1所述的光学聚合物组合物，其特征在于，其中改性的酰胺类是聚酯酰胺，聚醚酰胺，或硫醚酰胺。
全文摘要
一种光学聚合物组合物,其中具有相同重复单元的具有不同共聚化比例的聚合物以任意比例混合。通过适当调节基于重量的混合比例,可以获得具有所需要折射率的光学材料。另外,容易对形成光波导的芯子和包层之间的折射率的差别进行精细调节,因此,可较容易地制作光波导装置。
文档编号C08L101/12GK1245183SQ98124930
公开日2000年2月23日 申请日期1998年11月17日 优先权日1997年11月17日
发明者金银枝, 韩官秀, 张佑赫, 李泰衡 申请人:三星电子株式会社