CN103176359A - 光波导形成用树脂组合物以及使用其的光波导 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光波导形成用树脂组合物以及使用其的光波导。该光波导形成用树脂组合物作为光波导形成用材料、特别是包层形成材料，具备优异的耐弯曲性、低折射率、以及适合于辊对辊工艺的低粘性。其为用于形成光波导的光波导形成用树脂组合物，以具有下述通式（1）所表示的结构单元的聚乙烯醇缩醛化合物为主成分。（式（1）中，R为碳原子数1~3的烷基。另外，重复数k、m、n表示主链中所含的各重复单元的比率，分别为1以上的整数）。

Description

光波导形成用树脂组合物以及使用其的光波导
技术领域
本发明涉及在广泛用于光通信，光信息处理，其他一般光学的光波导装置、例如光电混载基板中作为构成光波导的包层等的形成材料而使用的光波导形成用树脂组合物以及使用其的光波导。
背景技术
面向光电混载基板的光波导形成材料按照其使用用途而要求高柔软性、低折射率等特性。进而，为了适合于考虑到大量生产的辊对辊（roll-to-roll：R-to-R）工艺，低粘性是必需的特性。
一直以来，为了赋予高柔软性，通常在光波导的包层形成材料中谋求低弹性模量化。而且为了上述低弹性模量化，作为包层形成材料，在粘结剂树脂中使用属于具有强韧的特性的芳香族长链二官能环氧树脂的苯氧树脂、进而配混具有赋予柔软性的主骨架（脂肪族骨架等）的长链二官能树脂，由此谋求上述低弹性模量化。
然而，上述那样的配混设计中，使用芳香族性的粘结剂树脂会导致包层的折射率提高，在面向光电混载基板的光波导形成用材料中会出现在必要的弯曲时的光损耗恶化的倾向。另外，为了弥补该折射率增加而添加可赋予低折射率的脂肪族二官能树脂时，会牺牲弯曲性、粘性，其权衡成为问题（例如，参照专利文献1、2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-243920号公报
专利文献2：日本特开2010-164770号公报
发明内容
发明要解决的问题
出于这样的技术背景，作为包层形成材料，强烈期望兼具高柔软性（耐弯曲性）、低折射率以及未固化时的低粘性的形成材料。
本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于提供作为光波导形成用材料、特别是包层形成材料，具备优异的耐弯曲性、低折射率、以及适合于R-to-R工艺的低粘性的光波导形成用树脂组合物以及使用其的光波导。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的第1要点为一种光波导形成用树脂组合物，其是用于光波导的形成的光波导形成用树脂组合物，以具有下述通式（1）所表示的结构单元的聚乙烯醇缩醛化合物为主成分。
Figure BDA00002602437200021
（式（1）中，R为碳原子数1~3的烷基。另外，重复数k、m、n表示主链中所含的各重复单元的比率，分别为1以上的整数。）
并且，本发明的第2要点为一种光波导，其具备基板和形成在该基板上的包层，并且在上述包层中形成通过规定图案传输光信号的芯层，上述包层由上述光波导形成用树脂组合物形成。
本发明人等为了得到作为光波导的包层形成材料而具备优异的耐弯曲性、低折射率、以及制造时适合于R-to-R工艺的低粘性的光波导形成用树脂组合物，进行了反复的深入研究。其结果发现，作为配混的粘结剂树脂成分，使用具有上述通式（1）所表示的结构单元的特定的聚乙烯醇缩醛化合物时，可达到期望的目的，从而完成了本发明。
即，关于上述低折射率，由于使用作为上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物的固体的脂肪族树脂作为粘结剂树脂，因此不会产生以往配混苯氧树脂（phenoxy resin）而伴有的那种折射率的上升。另外，关于低粘性，由于属于固体的脂肪族树脂的粘结剂树脂自身是具有柔软性的树脂，因此通过使用它，可增加粘结剂树脂成分的添加量、能够抑制作为其他的树脂成分的液状二官能性脂肪族树脂的添加量，由此推测能够赋予低粘性。
发明的效果
这样，本发明为以具有前述通式（1）所表示的结构单元的特定的聚乙烯醇缩醛化合物为主成分的光波导形成用树脂组合物。因此，使用该光波导形成用树脂组合物，例如形成光波导的包层时，会以维持低折射率的状态发挥出优异的耐弯曲性。同样地，会以维持低折射率的状态赋予适合于R-to-R工艺的未固化时的低粘性。这样，由于维持低折射率并且提高耐弯曲性，可实现弯曲损耗的改善提高，另外由于使用上述固体的脂肪族树脂作为粘结剂树脂，因此可维持低折射率并且改善粘性。
附图说明
图1为表示本发明的光波导的一个例子的横截面图。
图2的（a）~（f）为表示本发明的光波导的制造工序的说明图。
附图标记说明
1    基板
2    包层
3    芯层
具体实施方式
接着，对本发明的实施方式进行详细说明。但本发明不受这些实施方式的限制。
光波导形成用树脂组合物
本发明的光波导形成用树脂组合物是以特定的聚乙烯醇缩醛化合物为主成分，并在其中含有光自由基聚合引发剂的树脂组合物。需要说明的是，本发明中，上述“主成分”是指实质上构成光波导形成用树脂组合物的主要成分，表示不仅与其用量相关，还对树脂组合物整体的物性·特性带来大的影响的意思。具体而言，是指光波导形成用树脂组合物中的特定的聚乙烯醇缩醛化合物所占的重量比率为树脂组合物整体的25重量%以上、更优选为30重量%以上。
上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物具有下述通式（1)所表示的结构单元，发挥作为粘结剂树脂的作用。
（式（1）中，R为碳原子数1~3的烷基。另外，重复数k、m、n表示主链中所含的各重复单元的比率，分别为1以上的整数。）
上述式（1）中，R为碳原子数1~3的烷基，优选为丙基。另外，各重复数k、m、n中，优选k为60~80、m为1~10、n为10~39。
作为上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物，优选重均分子量为10000~100000、更优选为40000~60000。其中，上述重均分子量例如通过相对于作为原料的聚乙烯醇的各丁缩醛基、乙缩醛基、乙酰基导入量来算出。
关于上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物，例如，在树脂组合物是将树脂成分溶解在有机溶剂中而成的情况下，相对于光波导形成用树脂组合物中的树脂成分，优选以20~80重量%的比率含有、更优选为20~60重量%、特别优选为20~40重量%。即，特定的聚乙烯醇缩醛化合物的含量过少时，变得难以得到期望的效果，反之特定的聚乙烯醇缩醛化合物的含量过多时，由于光反应性基团的存在量相对减少，因此会出现图案化形状恶化的倾向。
在本发明的光波导形成用树脂组合物中，除了上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物以外，可适当地使用其他树脂成分，例如丙烯酸酯系树脂、环氧系树脂等。
作为上述丙烯酸酯系树脂，具体而言可列举出氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、三羟甲基丙烷（环氧烷改性）三丙烯酸酯树脂、例如二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、四乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、四丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,3-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、双酚A二（甲基）丙烯酸酯、双酚F二（甲基）丙烯酸酯、双酚AF二（甲基）丙烯酸酯、芴型二（甲基）丙烯酸酯等芳香族（甲基）丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二（三羟甲基丙烷）四（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯等。
上述光自由基聚合引发剂是为了对光波导形成用树脂组合物赋予基于光照射的固化性、例如赋予紫外线固化性而使用的物质。
作为上述光自由基聚合引发剂，例如可列举出苯偶姻类、苯偶姻烷基醚类、苯乙酮类、氨基苯乙酮类、蒽醌类、噻吨酮类、缩酮类、二苯甲酮类、呫吨酮类、氧化膦类等光聚合引发剂。具体而言，可列举出2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-〔4-（2-羟基乙氧基）-苯基〕-2-羟基-2-甲基-1-丙烷、2-羟基-1-｛4-〔4-（2-羟基-2-甲基-丙酰基）-苄基〕苯基｝-2-甲基-丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-（4-吗啉代苯基）-丁酮-1、2-甲基-1-（4-甲基硫代苯基）-2-吗啉代丙烷-1-酮、双（2,4,6-三甲基苯甲酰）-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦、双（η5-2,4-环戊二烯-1-基）-双〔2,6-二氟-3（1H-吡咯-1-基）-苯基〕钛、2-羟基-1-｛4-〔4-（2-羟基-2-甲基-丙酰基）-苄基〕苯基｝-2-甲基-丙烷-1-酮等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。其中，从固化速度快、厚膜固化性这样的观点来看，优选使用2,2-二甲氧基-1,2-苯基乙烷-1-酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-1-｛4-〔4-（2-羟基-2-甲基-丙酰基）-苄基〕苯基｝-2-甲基-丙烷-1-酮。
关于上述光自由基聚合引发剂的含量，相对于光波导形成用树脂组合物的树脂成分100重量份，优选设定为0.5~5重量份、特别优选为1~3重量份。即，这是因为，光自由基聚合引发剂的含量过少时，难以得到充分满足的基于紫外线照射的光固化性，另外光自由基聚合引发剂的含量过多时，会出现感光度提高、图案化时发生形状异常、以及清漆的适用期的短寿命化这样的倾向。
在本发明的光波导形成用树脂组合物中，除了上述特定的聚乙烯醇缩醛化合物、或特定的聚乙烯醇缩醛化合物以外的树脂成分、以及光自由基聚合引发剂以外，可根据需要添加如下的添加剂：例如用于提高粘接性的硅烷系或者钛系的偶联剂、烯烃系低聚物、降冰片烯系聚合物等环烯烃系低聚物、聚合物、合成橡胶、有机硅化合物等可挠性赋予剂等化合物、抗氧化剂、消泡剂等添加剂。这些添加剂可在不损害本发明的效果的范围内适当地配混。
并且，在上述光波导形成用树脂组合物中，在不损害本发明的优异效果的范围内，会在上述各配混成分的基础上配混有机溶剂并溶解混合，由此作为清漆而制备并用于涂布操作。作为上述有机溶剂，例如可列举出甲乙酮、环己酮、2-丁酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甘醇二甲醚（diglyme）、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇单甲醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷、乳酸乙酯等。这些有机溶剂可以单独使用或组合使用两种以上，以得到适宜于涂布的粘度的方式来适当使用。
配混上述有机溶剂进行制备时，特定的聚乙烯醇缩醛化合物的浓度可考虑涂布操作性而适当设定，例如优选设定为20~80重量%。
光波导
接着，对使用本发明的光波导形成用树脂组合物的光波导进行说明。
本发明的光波导例如如图1所示，是具备基板1和形成在该基板1上的、由下包层2a和上包层2b形成的包层2，且在上述包层2中形成通过规定图案传输光信号的芯层3而成的。并且，在本发明的光波导中，上述包层2由前述的光波导形成用树脂组合物形成。特别优选的是，下包层2a形成材料和上包层2b形成材料两者均使用本发明的光波导形成用树脂组合物。需要说明的是，在本发明的光波导中，上述包层2必须以比芯层3的折射率小的方式来形成。
并且，使用本发明的光波导形成用树脂组合物形成的包层2（固化物）的折射率优选为1.50以下、特别优选为1.49以下的折射率。即，通过使包层2（固化物）的折射率为1.50以下而达成如下的效果：例如，对与由芳香族系树脂材料形成的芯层3的相对折射率大的光波导的静态弯折的弯曲损耗起到有利的作用（通常，一般的芳香族系树脂材料的折射率为1.56~1.58附近）。其中，上述包层2（固化物）的折射率例如通过如下操作来测定。在硅晶圆的平滑面上制作厚度约10μm的包层2（固化物），用SAIRON TECHNOLOGY公司制造的棱镜耦合器（型号SPA-4000）来测定固化薄膜的折射率。
本发明中，光波导例如可通过经由如图2的（a）~（f）所示的工序来制造。即，如图2的（a）所示，首先准备基板1。然后如图2的（b）所示，在该基板1表面涂布使用了上述光波导形成用树脂组合物的清漆以后，进行紫外线照射等光照射，进而根据需要进行加热处理，由此形成下包层2a（包层2的下方部分）。接着，如图2的（c）所示，在上述下包层2a上涂布芯层3形成材料从而形成芯形成层3’。然后如图2的（d）所示，在该芯形成层3’面上配设用于使规定图案（光波导图案）曝光的光掩模9，介由该光掩模9进行紫外线等光照射，进而根据需要进行加热处理。然后，通过使用显影液溶解去除上述芯形成层3’的未曝光部分，从而如图2的（e）所示，形成规定图案的芯层3。接着，如图2的（f）所示，在上述芯层3上涂布上述上包层形成材料后，进行紫外线照射等光照射，进而根据需要进行加热处理，形成上包层2b（包层2的上方部分）。通过经由这样的工序，可制造作为目标的光波导。
作为上述基板1材料，例如可列举出硅晶圆、金属制基板、高分子薄膜、玻璃基板等。另外，作为上述金属制基板，可列举出不锈钢等的不锈钢板等。另外，作为上述高分子薄膜，具体而言可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。并且其厚度通常设定在10μm~3mm的范围内。
在上述光照射中，具体而言进行紫外线照射。作为上述紫外线照射中的紫外线的光源，例如可列举出低压汞灯，高压汞灯，超高压汞灯等。另外，紫外线的照射量通常可列举出10~10000mJ/cm2、优选为50~5000mJ/cm2、更优选为500~3000mJ/cm2左右。
通过上述紫外线照射曝光后，为了使基于光反应的固化结束，也可以进一步实施加热处理。作为上述加热处理条件，通常在80~250℃、优选为100~150℃下、在10秒钟~2小时、优选为5分钟~1小时的范围内进行。
另外，使用本发明的光波导形成用树脂组合物作为上述包层2形成材料时，作为芯层3形成材料，例如可列举出以苯氧树脂为粘结剂成分，适当地含有丙烯酸（酯）系感光性树脂成分、进而前述各种光自由基聚合引发剂的树脂组合物。进而，为了以清漆的形式制备并涂布，与前述相同，混合有机溶剂并以可得到适宜于涂布的粘度的方式来适量使用。
作为上述丙烯酸（酯）系感光树脂成分，例如可列举出二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、四乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、四丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,3-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、双酚A二（甲基）丙烯酸酯、双酚F二（甲基）丙烯酸酯、双酚AF二（甲基）丙烯酸酯、芴型二（甲基）丙烯酸酯等芳香族（甲基）丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二（三羟甲基丙烷）四（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯等。它们可单独使用或组合两种以上使用。
此外，作为在上述基板1上使用各层的形成材料的涂布方法，例如可使用如下方法：基于旋涂机、涂布机、圆盘涂布机（circular coater）、棒涂机等的涂覆的方法、使用丝网印刷、间隔物形成间隙并利用毛细管现象注入到其中的方法、基于多重涂布机（multicoater）等涂覆机以辊对辊（roll-to-roll）来连续涂覆的方法等。另外，上述光波导也能够通过将上述基板1剥离去除而制成薄膜状光波导。
这样操作所得的光波导可作为例如光电混载基板的光布线材料使用。
实施例
接着基于实施例说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
首先，在制作实施例的光波导之前，先制备作为包层形成材料和芯层形成材料的各感光性清漆。
包层形成材料的制备
在遮光条件下，在233g环己酮中混合30g聚乙烯醇缩丁醛〔积水化学公司制造，S-LEC BM-1：式（1）中，R=-C3H7、k=65±3、m=3以下、n=约34、重均分子量40000〕、35g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、35g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）、作为光自由基聚合引发剂的1.0g IRGACURE 819（Ciba JapanK.K.制造）和3.0g IRGACURE 127（Ciba Japan K.K.制造），并在85℃加热下搅拌使其完全溶解，然后冷却至室温（25℃）后，用直径7.0μm的过滤器进行加热加压过滤，由此制备作为包层形成材料的感光性清漆。
芯层形成材料的制备
在遮光条件下，在70g环己酮中混合50g芳香族二官能环氧丙烯酸酯（新中村化学公司制造，NK Oligo EA-1020）、50g苯氧树脂（三菱化学公司制造，EPIKOTE 1007）、作为光自由基聚合引发剂的1.0g IRGACURE 819（Ciba Japan K.K.制造）和3.0g IRGACURE 184（Ciba Japan K.K.制造），并在85℃加热下搅拌使其完全溶解，然后冷却至室温（25℃）后，用直径4.5μm的过滤器进行加热加压过滤，由此制备作为芯层形成材料的感光性清漆。
下包层的制作
使用旋涂机在硅晶圆基材上涂覆作为上述包层形成材料的感光性清漆（条件：4000rpm×10秒），然后在热板上使有机溶剂干燥（120℃×10分钟），由此形成未固化状态的下包层。用UV照射机〔3000mJ/cm2（短波长截止滤波器）〕对形成的未固化的下包层进行曝光，由此制作下包层（厚度15~20μm）。
芯层的制作
使用旋涂机在形成的下包层上涂覆作为芯层形成材料的感光性清漆（条件：1500rpm×10秒），然后在热板上使有机溶剂干燥（80℃×5分钟+120℃×10分钟），由此形成未固化状态的芯层。用UV照射机〔2000mJ/cm2（短波长截止滤波器）〕的规定的掩模图案〔图案宽度/图案间隔（L/S）=50μm/200μm〕对形成的未固化的芯层进行曝光。然后，在γ-丁内酯中进行显影并水洗，在热板上使水分干燥（120℃×5分钟），由此制作规定图案的芯层（厚度50~55μm）。
上包层的制作
使用旋涂机在形成的芯层上涂覆作为上述包层形成材料的感光性清漆（条件：800rpm×10秒），然后在热板上使有机溶剂干燥（50℃×5分钟+120℃×10分钟），由此形成未固化状态的上包层。用UV照射机〔3000mJ/cm2（短波长截止滤波器）〕对形成的未固化的上包层进行曝光，由此制作上包层（厚度15~20μm）。
这样操作而制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例2
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为40g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-1）、30g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、30g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例3
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为50g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-1）、25g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、25g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例4
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，树脂成分的配混组成中，用30g聚乙烯醇缩丁醛〔积水化学公司制造，S-LECBM-S：式（1）中，R=-C3H7、k=73±3、m=4~6、n=约22、重均分子量53000〕代替30g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LEC BM-1）。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例5
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为40g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-S）、30g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、30g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例4同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例6
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为50g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-S）、25g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、25g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例4同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例7
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为20g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-1）、40g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、40g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例8
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为20g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-S）、40g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、40g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例4同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例9
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为70g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-1）、15g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、15g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
实施例10
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为70g聚乙烯醇缩丁醛（积水化学公司制造，S-LECBM-S）、15g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、15g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与实施例4同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
比较例1
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为10g苯氧树脂（新日铁化学公司制造，EPIKOTE YP-70：重均分子量50000~60000）、45g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、45g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401)。除此以外与实施例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
比较例2
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为30g苯氧树脂（新日铁化学公司制造，EPIKOTEYP-70）、35g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、35g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与比较例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
比较例3
在制备作为包层形成材料的感光性清漆时，将树脂成分的配比变为50g苯氧树脂（新日铁化学公司制造，EPIKOTEYP-70）、25g氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂（三菱化学公司制造，UA-160TM）、25g三羟甲基丙烷（EO）三丙烯酸酯树脂（三洋化成公司制造，TA-401）。除此以外与比较例1同样地操作，制作在硅晶圆基材上形成下包层，在该下包层上形成规定图案的芯层，进而在该芯层上形成上包层的光波导。
使用这样操作所得的各光波导，按照下述所示的方法进行拉伸弹性模量、弯曲性、折射率、相对折射率差、弯曲损耗、粘性进行测定·评价。将这些结果与配混组成一并示于后述的表1~表2。
拉伸弹性模量
将由在上述固化条件下制作的厚度约80μm的包层形成材料形成的薄膜切割成宽10mm×长120~140mm，作为评价用样品来使用。然后用拉伸试验机（Minebea Co.,Ltd.制造，TG-1KN型）测定上述样品的拉伸弹性模量。作为测定条件，在卡盘（chuck）间距50mm、拉伸速度50mm/min的条件下进行拉伸试验，求出拉伸弹性模量。
弯曲性
将由在上述固化条件下制作的包层形成材料形成的薄膜切下宽5mm×长50mm，以弯曲半径（r）=1.5mm、滑动距离20mm、滑动速度20mm/秒的条件进行IPC滑动试验。基于下述基准评价其结果。
○：即使进行超过10万次的弯曲也未产生断裂。
△：在3万~10万次的弯曲次数下产生断裂。
×：在不足3万次的弯曲次数下产生断裂。
折射率
如下操作来测定所得的各光波导的包层的折射率。即，制作在厚度0.56mm的硅晶圆上通过旋涂法均匀地涂布包层形成材料并在上述固化条件下固化了的厚度约10μm的薄膜。使用该薄膜，通过SAIRON TECHNOLOGY公司制造的棱镜耦合器（型号SPA-4000）来测定850nm的折射率。
相对折射率差
使用芯层形成材料，与上述同样地操作来测定芯层的折射率，测得折射率为1.57。由所得的包层、芯层两层的折射率，通过下式算出相对折射率差（%）。
相对折射率差（%）=（芯层折射率-包层折射率）/芯层折射率×100
弯曲损耗
各光波导在直径2mm的金属棒上卷成360°时的弯曲损耗如下测定并算出：将从三喜公司制造的850nmVCSEL光源OP250发出的光用多模光纤〔三喜公司制造，FFP-G 120-0500（直径50μmMMF、NA=0.2）〕集光并对上述样品入射，然后将从样品出射的光用透镜〔清和光学制作所制造，FH14-11（倍率20、NA=0.4）〕集光，通过光学测量系统（Advantest Corporation制造，Optical multi power meter Q8221）评价6通道，通过其平均总损耗与同样地评价的直线损耗时的总损耗之差算出弯曲损耗。基于下述基准评价其结果。
○：与初始值相比，损耗的增加值低于0.3dB。
△：与初始值相比，损耗的增加值为0.3~0.5dB。
×：与初始值相比，损耗的增加值为超过0.5dB的结果。
粘性
关于粘性，通过指触确认各光波导的包层表面。基于下述基准评价其结果。
○：在包层表面无指触痕迹残留，手指上无任何转印。
△：虽然在包层表面有指触痕迹残留，但手指上无任何转印（通过使用聚酯薄膜（mylar）等表面保护层，包层能够向R-to-R工序流动）。
×：包层表面粗糙，树脂成分转印在手指上（即使使用聚酯薄膜等表面保护层，也无法向R-to-R工序流动）。
表1
(g)
表2
(g)
Figure BDA00002602437200191
由上述结果，对于作为具备使用配混特定的聚乙烯醇缩醛化合物而成的感光性清漆形成的包层的光波导的实施例制品，其具备良好的耐弯曲性，关于弯曲损耗和粘性也得到了优异的结果。特别是关于实施例1、2、4的制品，其具备更加优异的耐弯曲性和粘性。
与此相对，对于作为具备使用配混树脂成分整体的10重量%的苯氧树脂来代替特定的聚乙烯醇缩醛化合物而成的感光性清漆形成的包层的光波导的比较例1的制品，其折射率高，关于弯曲损耗，与实施例的制品相比结果也差，在粘性评价中发生了转印。
另外，对于作为具备使用配混树脂成分总体的30重量%的苯氧树脂而成的感光性清漆形成的包层的光波导的比较例2的制品，其耐弯曲性、弯曲损耗和粘性与实施例的制品相比全部为差的结果。
并且，对于作为具备使用配混树脂成分总体的50重量%的苯氧树脂而成的感光性清漆形成的包层的光波导的比较例3的制品，虽然关于粘性得到了良好的结果，但关于耐弯曲性和弯曲损耗，与实施例品相比为差的结果。
产业上的可利用性
本发明的光波导形成用树脂组合物作为光波导的构成部分的形成材料、特别是包层形成材料是有用。并且使用上述光波导形成用树脂组合物制作的光波导可用于例如光电混载基板的光配线等。

Claims (7)

1.一种光波导形成用树脂组合物，其特征在于，其是用于形成光波导的光波导形成用树脂组合物，以具有下述通式（1）所表示的结构单元的聚乙烯醇缩醛化合物为主成分，
式（1）中，R为碳原子数1~3的烷基，另外，重复数k、m、n表示主链中所含的各重复单元的比率，分别为1以上的整数。
2.根据权利要求1所述的光波导形成用树脂组合物，其含有光自由基聚合引发剂。
3.根据权利要求1或2所述的光波导形成用树脂组合物，其是树脂组合物的树脂成分在有机溶剂中溶解而成的，相对于光波导形成用树脂组合物中的树脂成分，具有所述通式（1）所表示的结构单元的聚乙烯醇缩醛化合物的混合比率为20~80重量%。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的光波导形成用树脂组合物，其中，光波导形成用树脂组合物的固化物的折射率为1.50以下。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的光波导形成用树脂组合物，其作为具备基板和形成在该基板上的包层、并且在所述包层中形成通过规定图案传输光信号的芯层的光波导的所述包层形成材料而使用。
6.一种光波导，其特征在于，其具备基板和形成在该基板上的包层，并且在所述包层中形成通过规定图案传输光信号的芯层，所述包层由权利要求1~5中的任一项所述的光波导形成用树脂组合物形成。
7.根据权利要求6所述的光波导，其是通过辊对辊工艺而制造的。
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