JP4810956B2 - Resin composition for optical material, resin film for optical material, and optical waveguide using the same - Google Patents

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Description

本発明は、透明性、耐熱性及び生産性に優れた光学材料用樹脂組成物、光学材料用樹脂フィルム及びこれらを用いた光導波路に関するものである。   The present invention relates to a resin composition for an optical material, a resin film for an optical material excellent in transparency, heat resistance and productivity, and an optical waveguide using these.

インターネットやLAN(Local Area Network)の普及に伴う情報容量の増大に対応するため、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、電気配線板に光伝送路を複合した光電気混載基板の開発がなされている。
この場合の光伝送路としては、光ファイバーに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。ポリマー光導波路は、前記のように電気配線板と共存する構造となるため、ポリマー光導波路には、高透明性(低伝搬損失)とともに高耐熱性も要求されるが、このような光導波路材として、フッ素化ポリイミド(例えば非特許文献1)や、エポキシ樹脂(例えば非特許文献2)が提案されている。
In order to cope with the increase in information capacity accompanying the spread of the Internet and LAN (Local Area Network), not only for communication fields such as trunk lines and access systems, but also for short-distance signal transmission between boards in routers and server devices or within boards. Development of optical interconnection technology using optical signals is in progress. Specifically, in order to use light for short-distance signal transmission between boards in a router or a server device or in a board, an opto-electric hybrid board in which an optical transmission line is combined with an optical transmission path has been developed.
As an optical transmission line in this case, it is desirable to use an optical waveguide that has a higher degree of freedom of wiring and can be densified than an optical fiber, and among them, a polymer material that is excellent in workability and economy is used. Optical waveguides are promising. Since the polymer optical waveguide has a structure that coexists with the electrical wiring board as described above, the polymer optical waveguide is required to have high transparency (low propagation loss) and high heat resistance. Fluorinated polyimide (for example, Non-Patent Document 1) and epoxy resin (for example, Non-Patent Document 2) have been proposed.

フッ素化ポリイミドの導波路材を用いた場合、樹脂自体は300℃程度の高耐熱性を有し、かつ波長850nmにおいて0.3dB/cmの高透明性を有するものの、成膜には300℃以上で数十分から数時間の加熱が必要であるため、電気配線板上での製膜が困難であった。また、フッ素化ポリイミドには感光性がないため、感光・現像による光導波路作製法が適用できず、生産性・大面積化に劣っていた。
一方、エポキシ樹脂は、光重合開始剤を添加することで、感光・現像法によりコアパターンの形成が可能であり、かつ0.1dB/cmと高い透明性を有することが報告されているが、エポキシ樹脂の耐熱性は一般に200〜280℃であり、上述の光電気混載基板に適用可能なものもあるが、高い信頼性を得るためには、さらに高い耐熱性が求められていた。
以上のように、(1)高透明性、(2)高耐熱性、(3)高生産性を兼ね備えた光導波路は開発されていないのが現状である。
When a fluorinated polyimide waveguide material is used, the resin itself has a high heat resistance of about 300 ° C. and a high transparency of 0.3 dB / cm at a wavelength of 850 nm. However, since heating for several tens of minutes to several hours is necessary, film formation on an electric wiring board was difficult. Further, since fluorinated polyimide has no photosensitivity, the optical waveguide production method by photosensitivity / development cannot be applied, and the productivity and the area increase are inferior.
On the other hand, it is reported that the epoxy resin can form a core pattern by a photosensitivity / development method by adding a photopolymerization initiator and has a high transparency of 0.1 dB / cm. The heat resistance of the epoxy resin is generally 200 to 280 ° C., and there are some which can be applied to the above-described opto-electric hybrid board. However, in order to obtain high reliability, higher heat resistance is required.
As described above, an optical waveguide having (1) high transparency, (2) high heat resistance, and (3) high productivity has not been developed.

エレクトロニクス実装学会誌、Vol.7、No.3、pp.213−218、2004年Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Vol. 7, No. 3, pp. 213-218, 2004 光学、31巻2号、pp.81-83、2002年Optics, Vol.31, No.2, pp.81-83, 2002

本発明は、上記問題点に鑑み、高透明性、高耐熱性を有し、しかも生産性の高い光学材料用樹脂組成物、光学材料用樹脂フィルム及びこれらを用いた光導波路を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a resin composition for optical materials, a resin film for optical materials, and an optical waveguide using these having high transparency and high heat resistance and high productivity. Objective.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、フルオレンジ(メタ)アクリレート、光重合開始剤、及びベースポリマーを含む光導波路材料用樹脂組成物、並びに光導波路用樹脂フィルムが上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はこの知見に基づいて完成した発明である。
すなわち本発明は、
(1)(A)下記一般式(I)で表されるフルオレンジ(メタ)アクリレート、(B)光重合開始剤、及び(C)ベースポリマーを含む、光導波路材料用樹脂組成物であって、(C)ベースポリマーが、数平均分子量5,000以上のフェノキシ樹脂である、光導波路材料用樹脂組成物、

Figure 0004810956
(Xは下記式(II)で表されるものであり、Yは水素又はメチル基、m及びnはそれぞれ1〜20の整数である。)


Figure 0004810956
(R1〜R16は、それぞれ独立に水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、総炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数7〜9のアラルキル基である。)
(2)(A)成分と(B)成分の総量に対して、(A)成分の含有量が90.0〜99.9質量%であり、(B)成分の含有量が0.1〜10.0質量%である上記(1)に記載の光導波路材料用樹脂組成物、
(3)(A)成分と(C)成分の総量に対して、(A)成分の含有量が20〜90質量%であり、(C)成分の含有量が10〜80質量%であり、かつ(A)成分と(C)成分の総量100質量部に対して(B)成分の含有量が0.1〜5質量部である上記(1)又は(2)に記載の光導波路材料用樹脂組成物、
(4)(C)ベースポリマーの数平均分子量が10,000以上である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物 As a result of intensive studies, the present inventors have solved the above-mentioned problems with a resin composition for an optical waveguide material, which includes full orange (meth) acrylate, a photopolymerization initiator, and a base polymer, and an optical waveguide resin film. Found to get. The present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) (A) fluorene (meth) acrylate represented by the following formula (I), a (B) a photopolymerization initiator, and (C) including a base polymer, an optical waveguide material for the resin composition (C) The resin composition for optical waveguide material, wherein the base polymer is a phenoxy resin having a number average molecular weight of 5,000 or more,
Figure 0004810956
(X is represented by the following formula (II), Y is hydrogen or a methyl group, and m and n are each an integer of 1 to 20.)


Figure 0004810956
(R1 to R16 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms in total, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or (It is an aralkyl group having 7 to 9 carbon atoms.)
(2) The content of the component (A) is 90.0 to 99.9% by mass relative to the total amount of the components (A) and (B), and the content of the component (B) is 0.1 to 9%. The resin composition for an optical waveguide material according to the above (1), which is 10.0% by mass,
(3) The total content of the (A) component and the (C) component, the content of the (A) component is 20 to 90% by mass, the content of the (C) component is 10 to 80% by mass, And the content of (B) component is 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) component and (C) component, For optical waveguide materials as described in said (1) or (2) Resin composition,
(4) The resin composition for an optical waveguide material according to any one of (1) to (3), wherein the number average molecular weight of the (C) base polymer is 10,000 or more ,

)上記(1)〜()のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物からなる光導波路材料用樹脂フィルム。
)上記(1)〜()のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物、又は上記()に記載の光導波路材料用樹脂フィルムを、光導波路の下部クラッド、コア、及び上部クラッドの少なくとも1つに用いた光導波路、
を提供するものである。
( 5 ) A resin film for an optical waveguide material comprising the resin composition for an optical waveguide material according to any one of (1) to ( 4 ).
( 6 ) The resin composition for an optical waveguide material according to any one of (1) to ( 4 ) or the resin film for an optical waveguide material according to ( 5 ) above, a lower clad of an optical waveguide, a core, and An optical waveguide used for at least one of the upper claddings,
Is to provide.

本発明の光学材料用樹脂組成物を用いて製造した光導波路は、高い透明性と高い耐熱性を持ち、さらに本発明の樹脂フィルムによれば、これら高透明性・高耐熱性の光導波路が極めて高い生産性で製造することができる。   The optical waveguide produced using the resin composition for an optical material of the present invention has high transparency and high heat resistance. Furthermore, according to the resin film of the present invention, these highly transparent and high heat resistant optical waveguides are It can be manufactured with extremely high productivity.

本発明の光光学材料用樹脂組成物は、(A)下記一般式(I)で表されるフルオレンジ(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする。なお、ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを示す。   The resin composition for an optical optical material of the present invention is characterized by containing (A) a full orange (meth) acrylate represented by the following general formula (I). Here, (meth) acrylate refers to acrylate or methacrylate.

Figure 0004810956
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ここで、Xは下記式(II)で表されるものであり、Yは水素又はメチル基である。また、m及びnはそれぞれ1〜20の整数であり、好ましくは1〜10の整数である。   Here, X is represented by the following formula (II), and Y is hydrogen or a methyl group. M and n are each an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 10.

Figure 0004810956
Figure 0004810956

ここで、R1〜R16は、それぞれ独立に水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、総炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数7〜9のアラルキル基である。R9〜R16はそれぞれベンゼン環のいずれの位置にあってもよく、これらの置換基のない部分(式(II)中での“*”印)において、式(I)の骨格中の酸素と結合している。
なお、一般式(I)及び(II)において、Yが水素、R1〜R16が水素、mが1、nが1であるものが、市販品として入手可能である(新中村化学(株)社製、商品名「A−BPEF」)。
Here, R1 to R16 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 7 total carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Or an aralkyl group having 7 to 9 carbon atoms. R9 to R16 may be located at any position on the benzene ring, and bonded to oxygen in the skeleton of the formula (I) in these non-substituent parts (marked with “*” in the formula (II)). is doing.
In general formulas (I) and (II), those in which Y is hydrogen, R1 to R16 are hydrogen, m is 1, and n is 1 are commercially available (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.) Product name "A-BPEF").

次に、(B)光重合開始剤については、特に制限はなく、種々のものを使用することができる。例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、1,2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン等の芳香族ケトン;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N−フェニルグリシン;N−フェニルグリシン誘導体;クマリン系化合物などが挙げられる。また、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、2つの2,4,5−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。
上記に例示した(B)光重合開始剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
Next, (B) the photopolymerization initiator is not particularly limited, and various types can be used. For example, benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler ketone), N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2 -Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2- Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 1,2-methyl Aromatic ketones such as -1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one; 2-ethylan Laquinone, phenanthrenequinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-benzanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-methyl Quinones such as anthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenanthraquinone, 2-methyl 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethylanthraquinone; benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin phenyl ether, etc. Benzoin ether compounds; benzoin compounds such as benzoin, methylbenzoin and ethylbenzoin; benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal; 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenyl Midazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o -Methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer such as 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer; 2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, etc. Phosphine oxides; 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) Examples include acridine derivatives such as pentane; N-phenylglycine; N-phenylglycine derivatives; coumarin compounds. In addition, in the 2,4,5-triarylimidazole dimer, the aryl group substituents of two 2,4,5-triarylimidazoles may give the same and symmetric compounds, or differently asymmetric Such compounds may be provided. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid.
(B) The photoinitiator illustrated above can be used individually or in combination of 2 or more types.

(B)光重合開始剤の含有量は、(A)成分と(B)成分の総質量に対して、0.1〜10質量%の範囲であることが好ましい。一方、(A)成分の含有量は90〜99.9質量%の範囲であることが好ましい。(B)成分の含有量が0.1質量%以上であると、光感度が十分であり、一方10質量%以下であれば、光導波路の表面のみが選択的に硬化し、硬化が不十分となることがなく、また、重合開始剤自身の吸収により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、(B)光重合開始剤の含有量は、0.2〜5質量%とすることがさらに好ましい。   (B) The content of the photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass with respect to the total mass of the component (A) and the component (B). On the other hand, the content of the component (A) is preferably in the range of 90 to 99.9% by mass. When the content of the component (B) is 0.1% by mass or more, the photosensitivity is sufficient. On the other hand, when the content is 10% by mass or less, only the surface of the optical waveguide is selectively cured, and the curing is insufficient. It is preferable that the propagation loss does not increase due to absorption of the polymerization initiator itself. From the above viewpoint, the content of the (B) photopolymerization initiator is more preferably 0.2 to 5% by mass.

また、本発明の樹脂組成物には、さらに(C)ベースポリマーを含有することができる。(C)ベースポリマーを含有することにより、フィルム状の光学材料用樹脂組成物とすることができ好ましい。
すなわち、(A)上記一般式(I)で表されるフルオレンジ(メタ)アクリレート、(B)光重合開始剤、及び(C)ベースポリマーを含む光学材料用樹脂組成物からなる光学材料用樹脂フィルムも本発明に包含されるものである。フィルム状にすることで、液状では煩雑であった膜厚制御が容易になり、生産性も大幅に向上する。
(C)成分のベースポリマーは、フィルムを形成し、該フィルムの強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に制限はなく、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのベースポリマーは単独でも、または2種以上を混合して使用しても良い。
上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から,主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、(A)フルオレンジ(メタ)アクリレートとの相溶性、感光・現像特性の向上の観点から、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂を好適に用いることができる。
Further, the resin composition of the present invention can further contain (C) a base polymer. (C) By containing a base polymer, it can be set as the film-form resin composition for optical materials, and is preferable.
That is, (A) a resin for an optical material comprising a resin composition for an optical material comprising a full orange (meth) acrylate represented by the above general formula (I), (B) a photopolymerization initiator, and (C) a base polymer. Films are also encompassed by the present invention. By making it into a film, film thickness control, which is complicated in liquid form, becomes easy, and productivity is greatly improved.
The base polymer of the component (C) is for forming a film and ensuring the strength of the film, and is not particularly limited as long as the object can be achieved. Phenoxy resin, (meth) acrylic resin , Polycarbonate resin, polyetherimide, polyethersulfone, epoxy resin and the like. These base polymers may be used alone or in combination of two or more.
Of the base polymers exemplified above, from the viewpoint of high heat resistance, the main chain preferably has an aromatic skeleton, and particularly preferably a phenoxy resin. Further, from the viewpoint of compatibility with (A) full orange (meth) acrylate, and improvement of photosensitivity / development characteristics, an epoxy resin, particularly an epoxy resin that is solid at room temperature can be preferably used.

フェノキシ樹脂とは、一般にジフェノール類とエピハロヒドリンから得られる非晶質のポリマーであり、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有する。   A phenoxy resin is an amorphous polymer generally obtained from diphenols and epihalohydrin, and has a repeating unit represented by the following general formula (III).

Figure 0004810956
Figure 0004810956

ここで、n’は1以上の整数、m’は0又は1、−R0−は、下記一般式(IV)、(V)、(VI)で表される基、又は−O−である。 Here, n ′ is an integer of 1 or more, m ′ is 0 or 1, —R 0 — is a group represented by the following general formulas (IV), (V), (VI), or —O—. .

Figure 0004810956
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Figure 0004810956
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Figure 0004810956
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ここで、R1〜R10はそれぞれH又はCH3、CF3などの有機基である。
特に、一般式(III)で表されるフェノキシ樹脂のうち、下記式(VII)で表される繰返し単位を有するビスフェノールA型エポキシ樹脂の直鎖状高分子重合体が、高い耐熱性を有しており好ましい。
Here, an organic group such as R 1 to R 10 each is H or CH 3, CF 3.
In particular, among the phenoxy resins represented by the general formula (III), a linear polymer of a bisphenol A type epoxy resin having a repeating unit represented by the following formula (VII) has high heat resistance. It is preferable.

Figure 0004810956
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上記直鎖状高分子重合体のフェノキシ樹脂は、一般にビスフェノールAとエピクロルヒドリンとを重縮合反応させる一段法によって、または2官能のエポキシ樹脂とビスフェノールAとを重付加反応させる二段法によって製造されるものであり、具体例としては、東都化成(株)製「YP−50(商品名)」、特開平4−120124号公報、特開平4−122714号公報、特開平4−339852号公報に記載のものなどがある。
また、上記一般式(III)で表されるフェノキシ樹脂の他に、種々の2官能エポキシ樹脂とビスフェノール類とを重付加反応した高分子量体、例えば臭素化フェノキシ樹脂(特開昭63−191826号公報、特公平8−26119号公報)、ビスフェノールA/ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂(特許第2917884号公報、特許第2799401号公報)、リン含有フェノキシ樹脂(特開2001−310939号公報)、フルオレン骨格を導入した高耐熱性フェノキシ樹脂(特開平11−269264号公報、特開平11−302373号公報)などもフェノキシ樹脂として知られている。
The linear polymer phenoxy resin is generally produced by a one-stage method in which bisphenol A and epichlorohydrin are polycondensed, or a two-stage method in which a bifunctional epoxy resin and bisphenol A are polyaddition-reacted. Specific examples include “YP-50 (trade name)” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., Japanese Patent Laid-Open No. 4-120124, Japanese Patent Laid-Open No. 4-122714, and Japanese Patent Laid-Open No. 4-339852. There are things.
In addition to the phenoxy resin represented by the general formula (III), a high molecular weight product obtained by polyaddition reaction of various bifunctional epoxy resins and bisphenols, for example, brominated phenoxy resin (Japanese Patent Laid-Open No. 63-191826). Gazette, Japanese Patent Publication No. 8-26119), bisphenol A / bisphenol F copolymerization type phenoxy resin (Japanese Patent No. 2917884, Japanese Patent No. 2799401), phosphorus-containing phenoxy resin (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-310939), fluorene High heat-resistant phenoxy resins into which a skeleton is introduced (Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-269264 and 11-302373) are also known as phenoxy resins.

本発明の樹脂組成物において、(A)成分として用いられる室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化成(株)製「エポトートYD−7020、エポトートYD−7019、エポトート7017(商品名)」、ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1010、エピコート1009、エピコート1008(商品名)」などのビスフェノールA型エポキシ樹脂などが挙げられる。   In the resin composition of the present invention, as the epoxy resin solid at room temperature used as the component (A), for example, “Epototo YD-7020, Epototo YD-7019, Epototo 7017 (trade name)” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd. Bisphenol A type epoxy resins such as “Epicoat 1010, Epicoat 1009, Epicoat 1008 (trade name)” manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., and the like.

次に、(C)ベースポリマーの含有量は、(A)成分及び(C)成分の総量に対して、(C)成分を10〜80質量%とすることが好ましい。一方、(A)成分の含有量は20〜90質量%とすることが好ましい。(C)成分の含有量が、10質量%以上であると厚さ50μm程度のフィルムを容易に製造でき、一方、80質量%以下であると光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、(C)ベースポリマーの含有量は20〜70質量%の範囲とすることがさらに好ましい。
(C)ベースポリマーの分子量については、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の光信号伝送用光導波路に要求される50μm以上の厚膜のフィルムの形成を可能とするため、数平均分子量で5,000以上であることが好ましく、さらに10,000以上が好ましく、特に30,000以上であることが好ましい。数平均分子量の上限については、特に制限はないが、(A)成分との相溶性の観点から、1,000,000以下であることが好ましく、さらには500,000以下、特には200,000以下であることが好ましい。なお、本発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
Next, the content of the (C) base polymer is preferably 10 to 80% by mass of the (C) component with respect to the total amount of the (A) component and the (C) component. On the other hand, the content of the component (A) is preferably 20 to 90% by mass. When the content of the component (C) is 10% by mass or more, a film having a thickness of about 50 μm can be easily produced, and when it is 80% by mass or less, the photocuring reaction proceeds sufficiently. From the above viewpoint, the content of the (C) base polymer is more preferably in the range of 20 to 70% by mass.
(C) Regarding the molecular weight of the base polymer, it is possible to form a film with a thickness of 50 μm or more required for the optical signal transmission optical waveguide between the boards in the router or server device. Is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of a number average molecular weight, From a compatible viewpoint with (A) component, it is preferable that it is 1,000,000 or less, Furthermore, 500,000 or less, Especially 200,000. The following is preferable. The number average molecular weight in the present invention is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted to standard polystyrene.

本発明の光学材料用樹脂組成物は、(A)及び(B)成分を溶媒に溶解して得られる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、γ―ブチロラクトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アセトン、トルエン等、またはこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の樹脂分濃度は通常30〜80質量%であることが好ましい。   The resin composition for an optical material of the present invention is obtained by dissolving the components (A) and (B) in a solvent. The solvent used here is not particularly limited as long as it can dissolve the resin composition. For example, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl Isobutyl ketone, γ-butyrolactone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, acetone, toluene, or a mixed solvent thereof can be used. The resin concentration in the resin solution is usually preferably 30 to 80% by mass.

本発明の光学材料用樹脂は、光導波路の下部クラッド、コア及び上部クラッドの少なくとも1つに用いることが好ましい。
以下、本発明の樹脂組成物を用いて光導波路を作製する方法について説明する。その方法としては、例えば、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、カーテンコート法、シルクスクリーン法、ロールコート法等の方法を用いて基板上に該樹脂組成物を塗布し、加熱、または減圧乾燥等によって溶媒を乾燥除去した後、活性光線の照射または加熱によって樹脂を硬化する。この樹脂層がクラッド層を構成するものである。
次いで、同様の塗布方法により、先に形成した光導波路層より屈折率の高い樹脂組成物を塗布し、これをコア層とする。続いて、ネガまたはポジ型のマスクパターンを通して、活性光線を照射し、露光後、ウェット現像、ドライ現像等で未露光部を除去して現像し、コアパターンを製造する。ここで、必要に応じ、60〜250℃程度の加熱または0.1から1000mJ/cm2程度の露光を行うことにより、光導波路パターンをさらに硬化して用いてもよい。
この後、コア層より屈折率の低い樹脂を同様の方法にて塗布・製膜し、光導波路を作製する。
The resin for an optical material of the present invention is preferably used for at least one of a lower clad, a core and an upper clad of an optical waveguide.
Hereinafter, a method for producing an optical waveguide using the resin composition of the present invention will be described. As the method, for example, the resin composition is applied onto a substrate using a method such as a spin coating method, a dipping method, a spray method, a curtain coating method, a silk screen method, or a roll coating method, and then heated or dried under reduced pressure. After the solvent is removed by drying, etc., the resin is cured by irradiation with actinic rays or heating. This resin layer constitutes the cladding layer.
Next, a resin composition having a higher refractive index than that of the previously formed optical waveguide layer is applied by the same application method, and this is used as the core layer. Subsequently, actinic rays are irradiated through a negative or positive mask pattern, and after exposure, unexposed portions are removed and developed by wet development, dry development, or the like to produce a core pattern. Here, if necessary, the optical waveguide pattern may be further cured by heating at about 60 to 250 ° C. or exposure at about 0.1 to 1000 mJ / cm 2 .
Thereafter, a resin having a refractive index lower than that of the core layer is applied and formed by the same method to produce an optical waveguide.

以下には、本発明の光学材料用樹脂フィルムの作製法、並びにこれを用いた光導波路の作製法を説明する。
本発明の光学材料用樹脂フィルムは、(A)〜(C)成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して基材に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、上述の(A)及び(B)成分を溶解する溶媒として列挙されたものを使用することができる。また、樹脂溶液中の樹脂分濃度は通常30〜80質量%であることが好ましい。
Below, the preparation methods of the resin film for optical materials of this invention and the preparation methods of an optical waveguide using the same are demonstrated.
The resin film for an optical material of the present invention can be easily produced by dissolving a resin composition containing the components (A) to (C) in a solvent, applying it to a substrate, and removing the solvent. The solvent used here is not particularly limited as long as it can dissolve the resin composition, and those listed as solvents for dissolving the components (A) and (B) described above can be used. Moreover, it is preferable that the resin content density | concentration in a resin solution is 30-80 mass% normally.

本発明の光学材料用樹脂フィルムを光導波路形成用フィルムとして用いる場合に、その厚みについては特に限定されないが、乾燥後の厚みで通常は10〜100μmである。10μm以上であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバーとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、100μm以下であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバーとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚みは、さらに30〜70μmの範囲であることが好ましい。   When the resin film for optical materials of the present invention is used as a film for forming an optical waveguide, the thickness is not particularly limited, but is usually 10 to 100 μm after drying. When it is 10 μm or more, there is an advantage that the alignment tolerance can be increased in the coupling with the light emitting / receiving element or the optical fiber after the optical waveguide is formed, and when it is 100 μm or less, the coupling with the light emitting / receiving element or the optical fiber after the optical waveguide is formed. There is an advantage that the coupling efficiency is improved. From the above viewpoint, the thickness of the film is preferably in the range of 30 to 70 μm.

本発明の光学材料用樹脂フィルムの製造過程で用いる基材は、光学材料用樹脂フィルムを支持する支持体であって、その材料については特に限定されないが、後に光学材料用樹脂フィルムを剥離することが容易であり、かつ耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に挙げられる。
該基材の厚みは5〜50μmであることが好ましい。5μm以上であると支持体としての強度が得やすいという利点があり、50μm以下であるとパターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターン形成可能であるという利点がある。以上の観点から、該基材の厚みは10〜40μmであることが好ましく、20〜30μmであることがさらに好ましい。
このようにして得られた基材上に設けられた光学材料用樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に貯蔵することができる。また、必要に応じて、光学材料用樹脂フィルムの上に保護フィルムを設けることもできる。なお、基材及び保護フィルムは、後に光学材料用樹脂フィルムの剥離を容易とするため、帯電防止処理等が施されていてもよい。
The substrate used in the production process of the resin film for optical material of the present invention is a support for supporting the resin film for optical material, and the material is not particularly limited, but the resin film for optical material is peeled later. From the viewpoint of being easy and having heat resistance and solvent resistance, polyesters such as polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene and the like are preferable.
The thickness of the substrate is preferably 5 to 50 μm. When it is 5 μm or more, there is an advantage that the strength as a support is easily obtained, and when it is 50 μm or less, there is an advantage that a gap with the mask at the time of pattern formation becomes small and a finer pattern can be formed. From the above viewpoint, the thickness of the base material is preferably 10 to 40 μm, and more preferably 20 to 30 μm.
The resin film for an optical material provided on the substrate thus obtained can be easily stored, for example, by winding it into a roll. Moreover, a protective film can also be provided on the resin film for optical materials as needed. In addition, in order to make peeling of the resin film for optical materials easy later, the base material and the protective film may be subjected to antistatic treatment or the like.

本発明の光学材料用樹脂フィルムは、光導波路の下部クラッド、コア及び上部クラッドの少なくとも1つに用いることが好ましい。
以下、本発明の光学材料用樹脂フィルムを用いて光導波路を形成するための製造方法について詳述する。その方法としては、例えば、保護フィルムが存在する場合には保護フィルムを剥離後、下部クラッドフィルムを基板上に加熱圧着することにより積層する方法などが挙げられる。ここで、密着性及び追従性の見地から減圧下で積層することが好ましい。該フィルムの加熱温度は50〜130℃とすることが好ましく、圧着圧力は、0.1〜1.0MPa(1〜10kgf/cm2程度)とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
次いで、下部クラッドフィルムを光または加熱により硬化し、下部クラッドフィルムより屈折率の高いコアフィルムを同様な方法で積層する。このようにして積層した後、ネガまたはポジマスクパターンを通して活性光線が画像状に照射される。活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。
The resin film for optical material of the present invention is preferably used for at least one of a lower clad, a core and an upper clad of an optical waveguide.
Hereafter, the manufacturing method for forming an optical waveguide using the resin film for optical materials of this invention is explained in full detail. As the method, for example, in the case where a protective film is present, a method of laminating the lower clad film on the substrate by thermocompression after the protective film is peeled off can be mentioned. Here, it is preferable to laminate | stack under reduced pressure from the viewpoint of adhesiveness and followable | trackability. The heating temperature of the film is preferably 50 to 130 ° C., and the pressing pressure is preferably 0.1 to 1.0 MPa (about 1 to 10 kgf / cm 2 ), but these conditions are particularly limited. There is no.
Next, the lower clad film is cured by light or heating, and a core film having a refractive index higher than that of the lower clad film is laminated by the same method. After laminating in this way, actinic rays are irradiated in an image form through a negative or positive mask pattern. Examples of the active light source include known light sources that effectively emit ultraviolet rays, such as carbon arc lamps, mercury vapor arc lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, and xenon lamps. In addition, those that effectively emit visible light, such as a photographic flood bulb and a solar lamp, can be used.

次いで、ウェット現像等で未露光部を除去して現像し、導波路パターンを形成する。ウェット現像の場合は、前記フィルムの組成に適した有機溶剤等の現像液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
有機溶剤系現像液としては、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、γ―ブチロラクトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶剤は、引火防止のため、1〜20質量部の範囲で水を添加することが好ましい。また、必要に応じて2種類以上の現像方法を併用してもよい。現像の方式としては、例えば、ディップ方式、バトル方式、高圧スプレー方式等のスプレー方式、ブラッシング、スクラッピング等が挙げられ、高圧スプレー方式が解像度向上のためには最も適している。
現像後の処理として、必要に応じて60〜250℃程度の加熱または0.1から1000mJ/cm2程度の露光を行うことにより、光導波路パターンをさらに硬化して用いてもよい。
この後、コアフィルムより屈折率の低い上部クラッドフィルムを同様な方法で積層し、光導波路を作製する。
Next, the unexposed portion is removed and developed by wet development or the like to form a waveguide pattern. In the case of wet development, development is performed by a known method such as spraying, rocking immersion, brushing, and scraping using a developer such as an organic solvent suitable for the composition of the film.
Examples of organic solvent developers include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, γ-butyrolactone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl Examples include ether. These organic solvents preferably add water in the range of 1 to 20 parts by mass in order to prevent ignition. Moreover, you may use together 2 or more types of image development methods as needed. Examples of the development method include a dip method, a battle method, a spray method such as a high-pressure spray method, brushing, and scraping. The high-pressure spray method is most suitable for improving the resolution.
As the treatment after development, the optical waveguide pattern may be further cured and used by heating at about 60 to 250 ° C. or exposure at about 0.1 to 1000 mJ / cm 2 as necessary.
Thereafter, an upper clad film having a refractive index lower than that of the core film is laminated by the same method to produce an optical waveguide.

以下に、本発明を光導波路に関する実施例によりさらに詳細に記述するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、以下の実施例では、本発明の光学材料用樹脂組成物を光導波路形成用樹脂組成物として、光学材料用樹脂フィルムを光導波路形成用樹脂フィルムと記載する。
実施例1
フルオレンジアクリレート(新中村化学(株)製、商品名「A−BPEF」)に、光重合開始剤(東京化成工業(株)製「2,2-ビス(2-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル1,2'-ビイミダゾール」、同社製「4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン」、及び同社製「2-メルカプトベンゾイミダゾール」からなる3元系光ラジカル発生剤)を2質量%添加し、これに溶媒であるN,N−ジメチルアセトアミドをフルオレンジアクリレート及び光開始剤の総量100質量部に対して30質量部加え、光導波路形成用樹脂組成物を用意した。次に、熱酸化膜(厚さ1μm)付きシリコンウェハ(厚さ1mm)上に、スピンコート法により樹脂層を作製し、80℃、10分、その後100℃、10分の条件にて溶媒を乾燥除去した。続いて、上記樹脂層に、高圧水銀ランプの紫外線を1mJ/cm2照射し、樹脂を光硬化させ、さらに160℃、1時間の条件でポストベークを行い、スラブ光導波路(コア厚10μm)を得た。このときのスラブ光導波路(コア)の屈折率を、Metricon社製プリズムカプラ(Model2020)を用いて測定したところ(測定波長830nm)、1.613であった。また、ULVAC社製、TGD−7000にて測定した該スラブ光導波路の熱分解温度は約300℃であり、高い耐熱性を有することがわかった。
該スラブ光導波路を最高到達温度265℃(260℃以上の保持時間15〜20秒)、窒素雰囲気下の条件で、はんだリフロー炉(古河電気工業(株)製、「サラマンダ」)中を3回通過させた。リフロー前後の伝搬損失をプリズムカプラ式光学特性測定装置(SAIRON TECHNOLOGY社製、SPA-4000)にて測定した結果(測定波長;830nm、nD=1.62のマッチングオイル使用)、リフロー前後の伝搬損失は、それぞれ0.1dB/cm、0.1dB/cmであった。本発明の光導波路形成用樹脂組成物が高耐熱性を有し、かつ低損失であることがわかる。なお、本実施例においては、熱酸化膜が下部クラッドの役割を果たし、空気が上部クラッドの役割を果たすものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples relating to optical waveguides, but the present invention is not limited to these examples. In the following Examples, the optical material resin composition of the present invention is referred to as an optical waveguide forming resin composition, and the optical material resin film is referred to as an optical waveguide forming resin film.
Example 1
Full orange acrylate (trade name “A-BPEF” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and photopolymerization initiator (“2,2-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′ manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) , 5,5'-tetraphenyl 1,2'-biimidazole ","4,4'-bis (diethylamino) benzophenone "made by the company, and" 2-mercaptobenzimidazole "made by the company 2 mass%), and 30 parts by mass of N, N-dimethylacetamide as a solvent is added to 100 parts by mass of the total amount of full orange acrylate and photoinitiator to prepare a resin composition for forming an optical waveguide. did. Next, a resin layer is formed on a silicon wafer (thickness 1 mm) with a thermal oxide film (thickness 1 μm) by spin coating, and a solvent is added at 80 ° C. for 10 minutes and then at 100 ° C. for 10 minutes. Removed dry. Subsequently, the resin layer was irradiated with 1 mJ / cm 2 of ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp, the resin was photocured, and further post-baked at 160 ° C. for 1 hour to form a slab optical waveguide (core thickness 10 μm). Obtained. The refractive index of the slab optical waveguide (core) at this time was 1.613 when measured using a prism coupler (Model 2020) manufactured by Metricon (measurement wavelength: 830 nm). Moreover, the thermal decomposition temperature of this slab optical waveguide measured by ULGD and TGD-7000 was about 300 degreeC, and it turned out that it has high heat resistance.
The slab optical waveguide was passed through a solder reflow furnace (Furukawa Electric Co., Ltd., “Salamanda”) three times under the conditions of a maximum ultimate temperature of 265 ° C. (a holding time of 260 ° C. or higher, 15 to 20 seconds) and a nitrogen atmosphere. I let it pass. Results of measurement of propagation loss before and after reflow using a prism coupler type optical characteristic measuring device (SAIRON TECHNOLOGY, SPA-4000) (measurement wavelength: 830 nm, using matching oil of nD = 1.62), propagation loss before and after reflow Were 0.1 dB / cm and 0.1 dB / cm, respectively. It can be seen that the resin composition for forming an optical waveguide of the present invention has high heat resistance and low loss. In this embodiment, the thermal oxide film serves as a lower clad and air serves as an upper clad.

実施例2
フルオレンジアクリレート(新中村化学(株)製、商品名「A−BPEF」)に、ベースポリマーとしてフェノキシ樹脂(東都化成(株)製、商品名「フェノトートYP−50」、)を、フルオレンジアクリレート80質量%、フェノキシ樹脂20質量%となるように加え、これら樹脂分の総量100質量部に対して光開始剤(東京化成工業(株)製、2,2-ビス(2-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル1,2'-ビイミダゾール、同社製、4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、及び同社製2-メルカプトベンゾイミダゾールからなる3元系光ラジカル発生剤)を2質量部添加し、これに溶剤としてメチルエチルケトンを40質量部加え、光導波路形成用樹脂組成物を用意した。これをPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名「A−4100」)上にアプリケーター(ヨシミツ精機(株)製、「YBA−4」を用い塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分で溶媒を乾燥除去し、光導波路形成用樹脂フィルムを得た。このときの光導波路形成用樹脂フィルムの厚さは、アプリケータ−の間隙を調節することで、5〜100μmの間で任意に調整可能であり、本実施例では12μmとした。
該光導波路形成用樹脂フィルムを、熱酸化膜(厚さ1μm)付きシリコンウェハ(厚さ1mm)上に、真空加圧式ラミネータ((株)名機製作所製、MVLP−500)を用い、圧力0.4MPa、温度60℃の条件で積層し、これに(株)オーク製作所製「EXM−7172−B−00」にて紫外線を1J/cm2照射して樹脂を光硬化させ、さらに160℃、1時間の条件でポストベークを行い、スラブ光導波路(コア厚12μm)を得た。このときのスラブ光導波路(コア)の屈折率は、測定波長830nmにおいて1.607であった。次いでこれを最高到達温度265℃(260℃以上の保持時間15〜20秒)、窒素雰囲気下の条件で、はんだリフロー炉(古河電気工業(株)製、「サラマンダ」)中を3回通過させた。
リフロー前後の伝搬損失をプリズムカプラ式光学特性測定装置(SAIRON TECHNOLOGY社製、SPA-4000)にて測定した結果(測定波長;830nm、nD=1.62のマッチングオイル使用)、リフロー前後の伝搬損失は、それぞれ0.2dB/cm、0.2dB/cmであった。本発明の光導波路形成用樹脂フィルムが高耐熱性を有し、かつ低損失であることがわかる。
Example 2
Full orange acrylate (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name “A-BPEF”) and phenoxy resin (made by Toto Kasei Co., Ltd., trade name “Phenotote YP-50”) as a base polymer are used. In addition to 80% by mass of acrylate and 20% by mass of phenoxy resin, photoinitiator (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 2,2-bis (2-chlorophenyl)- Generation of ternary photoradicals consisting of 4,4 ', 5,5'-tetraphenyl 1,2'-biimidazole, the company's 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, and the company's 2-mercaptobenzimidazole 2 parts by mass of (agent) was added, and 40 parts by mass of methyl ethyl ketone as a solvent was added thereto to prepare a resin composition for forming an optical waveguide. This was applied on a PET film (Toyobo Co., Ltd., trade name “A-4100”) using an applicator (Yoshimi Seiki Co., Ltd., “YBA-4”), 80 ° C., 10 minutes, and then 100 ° C. The solvent was removed by drying in 10 minutes to obtain a resin film for forming an optical waveguide, and the thickness of the resin film for forming an optical waveguide was adjusted to 5 to 100 μm by adjusting the gap between the applicators. In this embodiment, the thickness can be adjusted to 12 μm.
The resin film for forming an optical waveguide is placed on a silicon wafer (thickness 1 mm) with a thermal oxide film (thickness 1 μm) using a vacuum pressurizing laminator (MVLP-500, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) with a pressure of 0. .4 MPa, laminated at 60 ° C., and “EXM-7172-B-00” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., was irradiated with ultraviolet rays at 1 J / cm 2 to photocur the resin. Post-baking was performed for 1 hour to obtain a slab optical waveguide (core thickness: 12 μm). The refractive index of the slab optical waveguide (core) at this time was 1.607 at a measurement wavelength of 830 nm. Next, this was passed through a solder reflow furnace (Furukawa Electric Co., Ltd., “Salamanda”) three times under the conditions of maximum temperature 265 ° C. (holding time 15 to 20 seconds above 260 ° C.) and nitrogen atmosphere. It was.
Results of measurement of propagation loss before and after reflow using a prism coupler type optical characteristic measuring device (SAIRON TECHNOLOGY, SPA-4000) (measurement wavelength: 830 nm, using matching oil of nD = 1.62), propagation loss before and after reflow Were 0.2 dB / cm and 0.2 dB / cm, respectively. It can be seen that the resin film for forming an optical waveguide of the present invention has high heat resistance and low loss.

実施例3
実施例2において、フェノキシ樹脂に代えて、室温で固形のエポキシ樹脂(東都化成(株)製、商品名「エポトートYD−7020」)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、スラブ光導波路を得た。このときのスラブ光導波路(コア)の屈折率は、測定波長830nmにおいて1.604であった。次いでこれを最高到達温度265℃(260℃以上の保持時間15〜20秒)、窒素雰囲気下の条件で、はんだリフロー炉(古河電気工業(株)製、「サラマンダ」)中を3回通過させた。リフロー前後の伝搬損失をプリズムカプラ式光学特性測定装置(SAIRON TECHNOLOGY社製、SPA-4000)にて測定した結果(測定波長;830nm、nD=1.62のマッチングオイル使用)、リフロー前後の伝搬損失は、それぞれ0.2dB/cm、0.2dB/cmであった。本発明の光導波路形成用樹脂フィルムが高耐熱性を有し、かつ低損失であることがわかる。
Example 3
In Example 2, instead of the phenoxy resin, a slab was obtained in the same manner as in Example 2 except that a solid epoxy resin (trade name “Epototo YD-7020” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) was used at room temperature. An optical waveguide was obtained. The refractive index of the slab optical waveguide (core) at this time was 1.604 at a measurement wavelength of 830 nm. Next, this was passed through a solder reflow furnace (Furukawa Electric Co., Ltd., “Salamanda”) three times under the conditions of maximum temperature 265 ° C. (holding time 15 to 20 seconds above 260 ° C.) and nitrogen atmosphere. It was. Results of measurement of propagation loss before and after reflow using a prism coupler type optical characteristic measuring device (SAIRON TECHNOLOGY, SPA-4000) (measurement wavelength: 830 nm, using matching oil of nD = 1.62), propagation loss before and after reflow Were 0.2 dB / cm and 0.2 dB / cm, respectively. It can be seen that the resin film for forming an optical waveguide of the present invention has high heat resistance and low loss.

実施例4
実施例1に記載の光導波路形成用樹脂組成物と同組成の樹脂組成物を用意し、これに溶剤としてメチルエチルケトンを全量に対して40質量部加えて樹脂ワニスを調合した。これをPETフィルム(東洋紡績(株)製、商品名「A−4100」)上にアプリケーター(ヨシミツ精機(株)製、「YBA−4」)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分で溶剤乾燥させ光学材料用樹脂フィルムを得た。このときの光学材料用樹脂フィルムの厚さは、アプリケーターの間隙を調節することで、5〜100μmの間で任意に調整可能であり、本実施例では、硬化後の膜厚が10μmとなるように調節した。
真空加圧式ラミネータ((株)名機製作所製、MVLP−500)を用い、該光学材料用樹脂フィルムをシリコン基板上に、圧力0.5MPa、温度50℃、加圧時間30秒の条件にてラミネートした。
該樹脂フィルムの屈折率及び複屈折をMetricon社製プリズムカプラ(Model12020)を用いて測定した(測定波長830nm)。その結果を第1表に示す。
また、厚さを70μmとしたこと以外は上記と同様にして、光学材料用樹脂フィルムを得、該光学材料用樹脂フィルムをシリコン基板上にラミネートし、日立製作所製分光光度計(型式U−3410)を用いて、光線透過率を測定した。400〜800nmの可視領域において90%以上の透過率を示した。
以上のように、該光学材料は高い屈折率を有しながらも複屈折が小さく、しかも透明性に優れた光学材料である。
Example 4
A resin composition having the same composition as the resin composition for forming an optical waveguide described in Example 1 was prepared, and 40 parts by mass of methyl ethyl ketone was added as a solvent to the total amount to prepare a resin varnish. This was applied onto a PET film (product name “A-4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using an applicator (“YBA-4” manufactured by Yoshimitsu Seiki Co., Ltd.), and then at 80 ° C. for 10 minutes. The solvent was dried at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resin film for an optical material. The thickness of the resin film for optical material at this time can be arbitrarily adjusted between 5 and 100 μm by adjusting the gap of the applicator. In this embodiment, the thickness after curing is 10 μm. Adjusted.
Using a vacuum pressurizing laminator (MVLP-500, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), the resin film for optical material was placed on a silicon substrate under the conditions of pressure 0.5 MPa, temperature 50 ° C., pressurization time 30 seconds. Laminated.
The refractive index and birefringence of the resin film were measured using a prism coupler (Model 12020) manufactured by Metricon (measurement wavelength: 830 nm). The results are shown in Table 1.
Further, a resin film for optical material was obtained in the same manner as described above except that the thickness was set to 70 μm, the optical material resin film was laminated on a silicon substrate, and a spectrophotometer (model U-3410) manufactured by Hitachi, Ltd. was obtained. ) Was used to measure the light transmittance. A transmittance of 90% or more was exhibited in the visible region of 400 to 800 nm.
As described above, the optical material is an optical material having a high refractive index but low birefringence and excellent transparency.

実施例5
実施例2に記載の光導波路形成用樹脂組成物と同組成の樹脂組成物を用いて光学材料用樹脂フィルムを得、実施例4と同様にして屈折率及び複屈折を測定した。その結果を第1表に示す。また、実施例4と同様にして光線透過率を測定したところ、400〜800nmの可視領域において90%以上の透過率を示した。高い屈折率を有しながらも複屈折が小さく、しかも透明性に優れた光学材料であることがわかる。
Example 5
A resin film for an optical material was obtained using a resin composition having the same composition as the optical waveguide forming resin composition described in Example 2, and the refractive index and birefringence were measured in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 1. Further, when the light transmittance was measured in the same manner as in Example 4, it showed a transmittance of 90% or more in the visible region of 400 to 800 nm. It can be seen that the optical material has a high refractive index but low birefringence and excellent transparency.

実施例6
実施例3に記載の光導波路形成用樹脂組成物と同組成の樹脂組成物を用いて光学材料用樹脂フィルムを得、実施例4と同様にして屈折率及び複屈折を測定した。その結果を第1表に示す。また、実施例4と同様にして光線透過率を測定したところ、400〜800nmの可視領域において90%以上の透過率を示した。高い屈折率を有しながらも複屈折が小さく、しかも透明性に優れた光学材料であることがわかる。
Example 6
A resin film for an optical material was obtained using a resin composition having the same composition as the resin composition for forming an optical waveguide described in Example 3, and the refractive index and birefringence were measured in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 1. Further, when the light transmittance was measured in the same manner as in Example 4, it showed a transmittance of 90% or more in the visible region of 400 to 800 nm. It can be seen that the optical material has a high refractive index but low birefringence and excellent transparency.

Figure 0004810956
Figure 0004810956

本発明の光学材料用樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる光学材料用樹脂フィルムは透明性及び耐熱性に優れ、例えば、光導波路、レンズ、光学用封止材、光学用接着剤、導光板、回折格子などとして用いることができ、特に光導波路用の樹脂組成物及び光導波路用の樹脂フィルムとして好適に用いることができる。また、その他コーティング材、レジスト等にも使用することができる。本発明の樹脂組成物を、光導波路のコア、下部クラッド、又は上部クラッドの少なくとも1つに用いることによって、性能の優れた光導波路を得ることができる。また、本発明の光学材料用樹脂フィルムを用いることによって、生産性良く光導波路を製造することが可能である。   The resin composition for optical material of the present invention and the resin film for optical material comprising the resin composition are excellent in transparency and heat resistance. For example, optical waveguide, lens, optical sealing material, optical adhesive, light guide plate In particular, it can be used as a diffraction grating, and can be suitably used as a resin composition for an optical waveguide and a resin film for an optical waveguide. It can also be used for other coating materials, resists and the like. By using the resin composition of the present invention for at least one of the core, lower clad, or upper clad of the optical waveguide, an optical waveguide with excellent performance can be obtained. Further, by using the resin film for optical material of the present invention, it is possible to produce an optical waveguide with high productivity.

Claims (6)

(A)下記一般式(I)で表されるフルオレンジ(メタ)アクリレート、(B)光重合開始剤、及び(C)ベースポリマーを含む、光導波路材料用樹脂組成物であって、(C)ベースポリマーが、数平均分子量5,000以上のフェノキシ樹脂である、光導波路材料用樹脂組成物。
Figure 0004810956
(Xは下記式(II)で表されるものであり、Yは水素又はメチル基、m及びnはそれぞれ1〜20の整数である。)
Figure 0004810956
(R1〜R16は、それぞれ独立に水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、総炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜10のアリール基、または炭素数7〜9のアラルキル基である。)
(A) fluorene (meth) acrylate represented by the following formula (I), a (B) a photopolymerization initiator, and (C) including a base polymer, an optical waveguide material for the resin composition, (C ) A resin composition for an optical waveguide material, wherein the base polymer is a phenoxy resin having a number average molecular weight of 5,000 or more.
Figure 0004810956
(X is represented by the following formula (II), Y is hydrogen or a methyl group, and m and n are each an integer of 1 to 20.)
Figure 0004810956
(R1 to R16 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms in total, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or (It is an aralkyl group having 7 to 9 carbon atoms.)
(A)成分と(B)成分の総量に対して、(A)成分の含有量が90.0〜99.9質量%であり、(B)成分の含有量が0.1〜10.0質量%である請求項1に記載の光導波路材料用樹脂組成物。   The content of the component (A) is 90.0 to 99.9% by mass relative to the total amount of the component (A) and the component (B), and the content of the component (B) is 0.1 to 10.0. The resin composition for an optical waveguide material according to claim 1, wherein the resin composition is in mass%. (A)成分と(C)成分の総量に対して、(A)成分の含有量が20〜90質量%であり、(C)成分の含有量が10〜80質量%であり、かつ(A)成分と(C)成分の総量100質量部に対して(B)成分の含有量が0.1〜5質量部である請求項1又は2に記載の光導波路材料用樹脂組成物。   The content of the component (A) is 20 to 90% by mass, the content of the component (C) is 10 to 80% by mass with respect to the total amount of the component (A) and the component (C), and (A The resin composition for an optical waveguide material according to claim 1 or 2, wherein the content of the component (B) is 0.1 to 5 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total amount of the component (C) and the component (C). (C)ベースポリマーの数平均分子量が10,000以上である請求項1〜3のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物。 (C) The number average molecular weight of a base polymer is 10,000 or more, The resin composition for optical waveguide materials in any one of Claims 1-3. 請求項1〜のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物からなる光導波路材料用樹脂フィルム。 The resin film for optical waveguide materials which consists of a resin composition for optical waveguide materials in any one of Claims 1-4 . 請求項1〜のいずれかに記載の光導波路材料用樹脂組成物、又は請求項に記載の光導波路材料用樹脂フィルムを、光導波路の下部クラッド、コア、及び上部クラッドの少なくとも1つに用いた光導波路。 The resin composition for an optical waveguide material according to any one of claims 1 to 4 or the resin film for an optical waveguide material according to claim 5 is applied to at least one of a lower clad, a core, and an upper clad of the optical waveguide. The optical waveguide used.
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