CN1763569A - 光导波路用感光性树脂组合物、光导波路及其制造方法 - Google Patents

光导波路用感光性树脂组合物、光导波路及其制造方法 Download PDF

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CN1763569A CN 200510114279 CN200510114279A CN1763569A CN 1763569 A CN1763569 A CN 1763569A CN 200510114279 CN200510114279 CN 200510114279 CN 200510114279 A CN200510114279 A CN 200510114279A CN 1763569 A CN1763569 A CN 1763569A
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前田幸勇
江利山祐一
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Abstract

本发明提供一种光导波路用感光性树脂组合物,所述组合物能够形成形状精密度高并且在高温高湿条件下的传送特性优异的光导波路。本发明的光导波路用感光性树脂组合物含有下述(A)~(C),其中,(A)为含有下述通式(1)及(2)所示结构的聚合物;(B)为分子内具有1个或1个以上乙烯类不饱和基团、分子量不足1000、0.1MPa时的沸点不低于130℃的化合物;以及(C)为光自由基聚合引发剂。该感光性树脂组合物是作为构成光导波路(24)的中心部分(20)和覆层(12,22)的材料。

Description

光导波路用感光性树脂组合物、光导波路及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于光导波路的感光性树脂组合物,特别涉及用于形成形状精密度高、而且在高温高湿条件下也具有优异传输性能的光导波路的感光性树脂组合物。
背景技术
随着多媒体时代的到来,光通信系统和计算机都需要信息处理的大容量化和高速化,作为光传输媒体的光导波路日益受到重视。作为以前光导波路的代表的石英类光导波路一般是通过以下工序(1)~(3)制造的。
(1)在硅基板上,用火焰堆积法(FHD)、CVD法等方法形成含有玻璃膜的下部覆层。
(2)在下部覆层上,形成折射率比玻璃膜高的无机薄膜,再通过反应性离子腐蚀法(RIE)将该薄膜制成图案,以此形成中心部分。
(3)再通过火焰堆积法形成上部覆层。
但是,这种石英类光导波路的制造方法需要特殊的制造装置,而且也存在制造时间长等问题。
为了解决这些问题,特开2000-180643号公报中提出了下述的光导波路的制造方法:对含有可光聚合成分的硅酮类组合物的一定位置,用一定量的光进行照射,使该位置固化后,通过使未曝光部分显像来形成中心部分。
与以前的石英类光导波路的制造方法相比,这种方法的优点是,可以短时间而且低成本地制造光导波路。但是,这种方法要受到需要使用特殊的硅酮类寡聚体等条件的约束。
另外,特开2003-195079号公报中提出了含有下述(A)、(B)以及(C)的光导波路形成用放射线固化型组合物,其中(A)为含有羧基、聚合性基团和除上述羧基和聚合性基团之外的有机基团的乙烯类聚合物、(B)为分子内含有2个或2个以上的聚合性反应基团的化合物、(C)为放射线聚合引发剂。使用该组合物能够制造出形状精密度高且具有优异传输性能的光导波路。
发明内容
根据本发明的发明人研究发现,用含有上述(A)~(C)成分的光导波路形成用放射线固化型组合物所形成的光导波路,虽然形状精密度高而且在通常的气氛条件(常温低湿)下具有优异的传输性能,但是由于成分(A)含有羧基,吸湿性高,因而在高温高湿条件下易出现传输性能降低的问题。
因此,本发明的目的是提供一种感光性树脂组合物,所述组合物能够形成形状精密度高而且抑制了传输性能在高温高湿条件下降低的优异的光导波路。
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,在上述以往的光导波路形成用放射线固化型组合物中,如果采用下述共聚物来代替成分(A),就能得到形状精密度高而且在高温高湿条件下也具有优异传输性能的光导波路,从而完成本发明,所述共聚物含有下述构成单元:具有侧链并且所述侧链含有以氨酯键键合的自由基聚合性反应基团的构成单元和具有侧链但所述侧链不具有聚合性的构成单元。
即,本发明提供以下[1]~[6]的物质。
[1]光导波路用感光性树脂组合物,其特征在于,所述组合物含有下述(A)~(C),其中:
(A)为含有下述通式(1)及(2)所示结构的聚合物,
Figure A20051011427900061
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基,R3为含有自由基聚合性反应基团的有机基团,X为单键或2价的有机基团,Y为不具有聚合性的有机基团;
(B)为下述化合物,所述化合物分子内具有1个或1个以上乙烯类不饱和基团、分子量不足1000、0.1MPa时的沸点不低于130℃;以及
(C)为光自由基聚合引发剂。
[2]上述[1]中的感光性树脂组合物,其中成分(A)为含有下列通式(3)和(4)所示结构的聚合物,
Figure A20051011427900071
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基,R4为氢原子或甲基,X和Z各自独立地为单键或2价的有机基团,Y为不具有聚合性的有机基团。
[3]上述[1]或[2]中所述的感光性树脂组合物,其含有(D)有机溶剂。
[4]光导波路,其包含下部覆层、中心部分和上部覆层,其特征在于,所述下部覆层、中心部分和上部覆层中至少一个由上述[1]~[3]中任意一项中所记载的感光性树脂组合物的固化物所形成。
[5]上述[4]中所记载的光导波路,其中,上述的下部覆层、中心部分和上部覆层由上述感光性树脂组合物的固化物所形成,而且,上述中心部分的折射率比上述下部覆层和上部覆层任意一层的折射率都要大至少0.1%。
[6]含有下部覆层、中心部分和上部覆层的光导波路的制造方法,其特征在于,该制造方法包括形成下部覆层的工序、形成中心部分的工序、形成上部覆层的工序,而且,上述3个工序中至少有1个工序是通过光照射上述[1]~[3]项中任意一项中所记载的感光性树脂组合物使之固化的光固化工序。
采用本发明中的光导波路用感光性树脂组合物,可以形成形状精密度高并且在高温高湿条件下也具有优异传输性能的光导波路。
附图说明
图1示意性表示了本发明的光导波路的一例的断面图。图2是本发明光导波路的制造方法的一例的流程图。
具体实施方式
下面详细说明构成本发明光导波路用感光性树脂组合物的成分(A)~(D)及其他任意成分。
[成分(A)]
本发明中所用的成分(A)为含有下列通式(1)和(2)所示结构的聚合物(例如无规共聚物),
Figure A20051011427900081
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基,R3为具有自由基聚合性反应基团的有机基团,X为单键或2价的有机基团,Y为不具有聚合性的有机基团。
通式(1)、(2)中的R1和R2分别优选为氢原子或碳原子数为1~5的烷基,进一步优选为氢原子或甲基。
通式(1)中,作为R3中的自由基聚合性反应基团可列举例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等。
作为X可列举例如具有下述通式(5)所示结构的有机基团或亚苯基等,
Figure A20051011427900091
式中,R5为碳原子数1-8的亚烷基。
作为Y可列举例如具有下述通式(6)所示结构的有机基团、苯基、环酰胺基、吡啶基等,
式中,R6是具有碳原子数为1~20的直链状、支链状或环状碳链的基团。
作为含有上述通式(1)和(2)所示结构的共聚物的优选例,可列举例如含有下列通式(3)和(4)所示结构的共聚物:
Figure A20051011427900101
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基、R4为氢原子或甲基、X和Z各自独立地为单键或2价的有机基团、Y为不具有聚合性的有机基团。
通式(3)中,作为Z(2价的有机基团)的例子,可列举例如碳原子数为2~8的亚烷基(包括聚亚甲基)等。
成分(A)换算成聚苯乙烯的重均分子量优选为5000~100000、进一步优选8000~70000、更进一步优选为10000~50000。该值不足5000时,具有组合物的粘度变小、不能达到所希望的膜厚等缺点;该值超过100000时,具有组合物的粘度变大、涂布性变差等缺点。
作为成分(A)的制造方法,可列举例如将(a)和(b)在溶剂中进行自由基共聚合得到共聚物,然后在所得到的共聚物侧链的羟基上加成(c)的方法,其中,(a)为具有羟基的自由基聚合性化合物,(c)为具有自由基聚合性反应基团(例如(甲基)丙烯酰基)的异氰酸酯,(b)为除成分(a)、(c)之外的其它自由基聚合性化合物。
下面说明在该方法中所使用的化合物(a)~(c)。
化合物(a)(具有羟基的自由基聚合性化合物)的作用是,通过使该化合物中的羟基与化合物(c)中的异氰酸酯基(-N=C=O)反应,将下述构成单元引入共聚物(成分A)中。所述构成单元具有侧链并且所述侧链含有氨酯键(-NH-CO-)和来自化合物(c)的自由基聚合性反应基团。
化合物(a)可列举例如2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、羟基甲基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基环己基(甲基)丙烯酸酯等。
化合物(a)可以单独使用1种,也可以2种或2种以上组合使用。
成分(A)中化合物(a)的含有率优选为3质量%~80质量%、进一步优选为7质量%~60质量%、更进一步优选为10质量%~40质量%。
该含有率不足3质量%时,固化容易变得不充分。该含有率超过80质量%时,折射率的调整可能变得困难。
化合物(b)(除化合物(a)、(c)之外的其它自由基聚合性化合物)的作用主要是适当控制成分(A)的机械特性和折射率。
化合物(b)可列举例如甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、仲丁基(甲基)丙烯酸酯、叔丁基(甲基)丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,4,4,4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、1H,1H,5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟十二烷基)乙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;二环戊烯(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸与环状烃类化合物形成的酯类;苯基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、作为苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、作为对枯基苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、作为壬基苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、邻苯基苯酚甘油醚(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基(甲基)丙烯酸酯、作为三溴苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、五溴苄基(甲基)丙烯酸酯、五溴苯基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸芳基酯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯等芳香族乙烯类;1,3-丁二烯、异戊二烯、1,4-二甲基丁二烯等共轭二烯烃类;丙烯腈、甲基丙烯腈等含有腈基的聚合性化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含有酰胺键的聚合性化合物;醋酸乙烯等脂肪酸乙烯类等。
这些化合物中,优选使用二环戊烯(甲基)丙烯酸酯、甲基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
化合物(b)可以1种单独使用也可以2种或2种以上组合使用。
成分(A)中化合物(b)的含有率优选为15质量%~92质量%、进一步优选为25质量%~84质量%、更进一步优选为35质量%~78质量%。
该含有率不足15质量%时,折射率的调整可能变得困难。该含有率超过92质量%时,固化容易不充分。
化合物(c)(具有(甲基)丙烯酰基的异氰酸酯)可以列举例如2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯、N-甲基丙烯酰基异氰酸酯、甲基丙烯酰氧甲基异氰酸酯、2-丙烯酰氧乙基异氰酸酯、N-丙烯酰基异氰酸酯、丙烯酰氧甲基异氰酸酯、1,1-双(丙烯酰氧甲基)乙基异氰酸酯、1,1-双(甲基丙烯酰氧甲基)乙基异氰酸酯等。
成分(A)中化合物(c)的含有率优选为5质量%~80质量%、进一步优选为9质量%~60质量%、更进一步优选为12质量%~45质量%。
该含有率不足5质量%时,固化容易不充分。该含有率超过80质量%时,折射率的调整有时困难。
成分(A)中也可以包含通式(1)或(2)中没有记载的构成单元。作为用于引入所述构成单元的化合物,可以列举例如:马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二羧酸二酯类;氯乙烯、偏氯乙烯等含氯的聚合性化合物等。成分(A)中该化合物的含有率优选为0质量%~20质量%、进一步优选为0质量%~10质量%。
优选对用于构成成分(A)的化合物(化合物(a)~(c)以及其它根据需要所用的化合物)的种类进行选择,以使所得到的聚合物(成分(A))实质上不含有羧基等吸湿性官能团。这里所说的吸湿性的官能团包括羧基、磺酸基。
用化合物(c)进行加成反应时,也可以添加热聚合抑制剂、保存稳定剂、固化催化剂等各种添加剂。
热聚合抑制剂是为了抑制由热引起的聚合反应而添加的。作为热聚合抑制剂,可以列举例如连苯三酚、苯醌、对苯二酚、亚甲蓝、叔丁基儿茶酚、单苯基醚、甲氧基苯酚、戊醌、戊氧基对苯二酚(amyloxyhydroquinone)、正丁基苯酚、苯酚、对苯二酚单丙基醚等。
作为保存稳定剂,可以列举例如2,6-二-叔丁基-对甲酚、苯醌、对甲苯醌、对木醌(p-キシロキノン)、苯基-α-萘胺等。
作为固化催化剂,可以列举例如二月桂酸二丁基锡、二油酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、四甲氧基钛、四乙氧基钛等。
若以化合物(a)~(c)的总量为100质量份,则上述添加剂总的加入量通常小于等于10质量份,优选小于等于5质量份。
作为用于制造成分(A)的自由基聚合用溶剂,可以列举例如甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇等醇类;四氢呋喃、二氧六环等环醚类;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等多元醇的烷基醚类;乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等多元醇的烷基醚乙酸酯类;甲苯、二甲苯等芳香烃类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、二丙酮醇等酮类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、羟基醋酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等酯类。
其中优选环醚类、多元醇的烷基醚类、多元醇的烷基醚乙酸酯类、酮类、酯类等。
另外,作为用于制造成分(A)的自由基聚合用催化剂,可以使用通常的自由基聚合引发剂,可列举例如2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮类化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化特戊酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物、以及过氧化氢等。使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,也可以与还原剂组合成氧化还原型引发剂。
作为用于化合物(c)的加成反应的溶剂,可以使用上述自由基聚合用溶剂中的不含羟基的那些溶剂。
[成分(B)]
成分(B)为分子内具有1个或1个以上乙烯性不饱和基团、分子量不足1000、在0.1MPa时沸点大于等于130℃的化合物。
成分(B)由于分子内含有乙烯性不饱和基团,所以可以进行热聚合及/或光聚合反应。
此处,作为乙烯性不饱和基团,可列举例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基等。
作为分子内有1个乙烯性不饱和基团、分子量不足1000、在0.1MPa时沸点大于等于130℃的化合物,可以列举例如:作为苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、作为对枯基苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、作为壬基苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-(邻苯基苯氧基)丙烯酸丙酯、邻苯基苯酚甘油醚(甲基)丙烯酸酯、作为三溴苯酚的环氧乙烷加成物的醇类的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、丙烯酸五溴苯酯、丙烯酸五溴苄酯、2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,4,4,4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、1H,1H,5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟十二基)乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作为其中的市售品,可列举例如ビスコ-ト3F、4F、8F(大阪有机化学工业会社制造)、NK 酯#401P、A-BPEF、A-CMP-1E(新中村化学工业会社制造)、CHEMINOX FAAC-ML(ュニマテック公司制造)等。
作为分子内有2个乙烯性不饱和基团、分子量不足1000、在0.1MPa时沸点大于等于130℃的化合物,可以列举例如乙二醇二(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、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸酯二(甲基)丙烯酸酯、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧代乙氧基)苯基]芴、溴代环氧丙烯酸酯、双(羟甲基)三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、作为双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的二醇类的二(甲基)丙烯酸酯、作为氢化双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的二醇类的二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸酯加成反应后形成的环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氧化烯烃化双酚A的二丙烯酸酯等。
作为分子内有3个乙烯性不饱和基团、分子量不足1000、在0.1MPa时沸点大于等于130℃的化合物,可以列举例如:在具有3个或3个以上羟基的多元醇上酯键合了不少于3摩尔的(甲基)丙烯酸的化合物,如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三氧代乙基(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
另外,也可以使用具有聚醚、聚酯、聚氨酯骨架的聚醚丙烯酸酯寡聚物、聚酯丙烯酸酯寡聚物、聚氨酯丙烯酸酯寡聚物或聚环氧丙烯酸酯寡聚物。
作为其中的市售品,可以举例例如ュピマ一UV SA1002、SA2007(三菱化学会社制造)、ビスコ一ト#195、#230、#215、#260、#295、#300、#335HP、#360、#400、#540、#700、3PA、GPT(大阪有机化学工业会社制造)、ラィトァクリレ一ト4EG-A、9EGA、NP-A、DCP-A、BP-4EA、BP-4PA、PE-3A、PE-4A、DPE-6A(共荣社化学会社制造)、KAYARADMANDA、HX-220、HX-620、R-551、R-712、R-604、R-684、PET-30、GPO-303、TMPTA、DPHA、D-310、D-330、DPCA-20、-30、-60、-120(日本化药会社制造)、ァロニックスM208、M210、M215、M220、M240、M305、M309、M310、M315、M325、M400、M1200、M6100、M6200、M6250、M7100、M8030、M8060、M8100、M8530、M8560、M9050(东亚合成会社制造)、リポキシVR-77、VR-60、VR-90(昭和高分子会社制造)、Ebecry 181、83、600、629、645、745、754、767、701、755、705、770、800、805、810、830、450、1830、1870(ダィセルUCB会社制造)、ビ一ムセツト575、551B、502H、102(荒川化学会社制造)等。
本发明的组合物在涂布后为了除去溶剂要在电炉或加热器上加热处理。因此,如果使用在0.1MPa时沸点不到130℃的化合物来代替成分(B),那么在进行涂布后的加热处理时,该化合物容易大量挥发掉,因此不优选。
若以成分(A)为100质量份,则成分(B)的加入量优选为5质量份~100质量份,进一步优选为10质量份~70质量份,特别优选为15质量份~40质量份。该加入量不足5质量份时,在形成光导波路时,要形成的光导波路的形状精密度有时会变差。该加入量超过100质量份时,则成分(B)与成分(A)的相溶性变差,在固化物的表面的涂膜有时很粗糙。
[成分(C)]
成分(C)是一种光自由基聚合引发剂,它的作用是可以通过光线产生使成分(A)和成分(B)聚合的活性种子(自由基)。
这里所说的光线可以举例如红外线、可见光、紫外线、X射线、电子射线、α射线、β射线、γ射线等电离放射线。
光自由基聚合引发剂可以列举例如:苯乙酮、苯乙酮苄基缩酮、1-羟基环己基苯基酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、呫吨酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯基胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯二甲苯酮、4,4’-二甲氧基二甲苯酮、4,4’-二氨基二甲苯酮、米期勒氏酮、苯偶姻丙基醚、苯偶姻乙基醚、苄基二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、噻吨酮、二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧膦等。
作为市售的光自由基聚合引发剂,可以列举例如:Irgacure 184、369、379、651、500、819、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI11850、CG24-61、Darocur 1116、1173(汽巴精化公司制造)、LucirinTPO、TPO-L(BASF公司制造)、コベクリルP36(UCB公司制造)等。
光自由基聚合引发剂可以1种单独使用,也可以2种以上组合使用。
在本发明的感光性树脂组合物中,成分(C)的含有率优选为0.1质量%~10质量%、进一步优选为0.2质量%~5质量%。该含有率不足0.1质量%时,固化就不能充分进行,光导波路的传输特性有时会产生问题。而该含有率超过10质量%时,光聚合引发剂可能对长期的传输特性产生坏影响。
在本发明中,上述光聚合引发剂可以与光增敏剂配合使用。如果与光增敏剂合用,就能更好的吸收光等能量射线。
作为光增敏剂,可以列举例如:噻吨酮、二乙基噻吨酮及噻吨酮衍生物;蒽醌、溴代蒽醌及蒽醌衍生物;蒽、溴代蒽及蒽衍生物;二萘嵌苯及二萘嵌苯衍生物;呫吨酮、噻吨酮及噻吨酮衍生物;香豆素及酮香豆素等。所使用的光增敏剂的种类可以根据光聚合引发剂的种类来选择。
本发明的感光性树脂组合物优选进一步含有有机溶剂作为成分(D)。通过配合有机溶剂,可使感光性树脂组合物的保存稳定性增加,同时还使其具有适当的粘度,从而能够形成具有均一厚度的光导波路。
作为有机溶剂的种类,可以在不损害本发明的目的和效果的范围内适当选择,但优选在大气压下沸点为50℃~200℃、且能够使各组成成分均一溶解的有机溶剂。具体来说,可以使用在配制成分(A)时所用的有机溶剂。
作为优选的有机溶剂,可以列举例如:醇类、醚类、酯类及酮类。作为有机溶剂的优选的化合物,可列举例如:选自由丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲苯、二甲苯及甲醇组成的组中的至少1种溶剂。
若以上述成分(A)~(C)的总量作为100质量份,则有机溶剂的配合量优选为10质量份~500质量份,进一步优选为20质量份~300质量份,特别优选30质量份~150质量份。该量不足10质量份时,感光性树脂组合物的粘度调整有时会很困难。该量超过500质量份时,有时难于形成具有充分厚度的光导波路。
在本发明的树脂组合物中,除了上述成分(A)~(D)之外,根据需要,在不损害本发明的树脂组合物的特性的范围内,例如,还可以配合成分(A)、(B)以外的其它具有聚合性反应基团的化合物以及高分子树脂(例如,环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚丁二烯树脂、聚氯丁二烯树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、二甲苯树脂、酮树脂、纤维素树脂、氟类聚合物、硅酮类聚合物)等。
另外,根据需要,还可以加入各种添加剂,例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、硅烷偶合剂、涂面改良剂、热聚合抑制剂、流平剂、表面活性剂、着色剂、保存稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂、无机粒子、防老化剂、润湿改良剂、防带电剂等。
在这里,作为所述抗氧化剂,可列举例如Irganox 1010、1035、1076、1222(汽巴精化公司制造)、Antigene P、3C、FR、スミラィザ一(住友化学工业公司制造)等。作为紫外线吸收剂,可列举例如Tinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(汽巴精化公司制造)、Seesorb 102、103、110、501、202、712、704(シプロ化成公司制造)等。作为光稳定剂,可举例如Tinuvin 292、144、622LD(汽巴精化公司制造)、サノ一ルLS770(三共公司制造)、Sumisorb TM-061(住友化学工业公司制造)等。作为硅烷偶合剂,可列举例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等,作为市售品,例如SH6062、6030(东レ·ダゥコ一ニング·シリコ一ン公司制造)、KBE903、603、403(信越化学工业公司制造)等。作为涂面改良剂,可列举例如二甲基硅氧烷聚醚等硅酮类添加剂,作为市售品例如有DC-57、DC-190(ダゥコ一ニング公司制造)、SH-28PA、SH-29PA、SH-30PA、SH-190(东レ·ダゥコ一ニング·シリコ一ン公司制造)、KF351、KF352、KF353、KF354(信越化学工业公司制造)、L-700、L-7002、L-7500、FK-024-90(日本ゥニカ一公司制造)等。
在配制本发明的感光性树脂组合物时,可以按照常用方法将上述各成分混合搅拌。
下面适当参考附图对采用本发明的感光性树脂组合物形成的光导波路的一例进行说明。图1示意性显示了本发明的光导波路的一例的横断面图。图2是本发明光导波路的制造方法的一例的流程图。
[1.光导波路的结构]
图1中,光导波路24具有下述构成:基板10、在该基板10的上面形成的下部覆层12、在该下部覆层12的上面形成的有一定宽度的中心部分20、在中心部分20和下部覆层12的上面层积形成的上部覆层22。而且,中心部分20埋设在形成光导波路24外形的下部覆层12和上部覆层22的中间。
下部覆层、中心部分及上部覆层的厚度不特别限定,例如可定为下部覆层厚度为1μm~200μm,中心部分的厚度为3μm~200μm、上部覆层厚度为1μm~200μm。中心部分的宽度不特别限定,例如可为1μm~200μm。
中心部分的折射率比下部覆层和上部覆层任意一个的折射率都要大,这是很必要的。例如,对波长为400nm~1600nm的光来说,中心部分的折射率为1.420~1.650,下部覆层和上部覆层的折射率为1.400-1.648,而且,中心部分的折射率优选为比上下2个覆层中任何一个的折射率至少要大0.1%。
[2.光导波路的制造方法]
本发明光导波路24的制造方法包括下部覆层12的形成工序、中心部分20的形成工序和上部覆层22的形成工序。这3个工序中,至少有1个工序是用光来照射上述感光性树脂组合物形成固化物的工序。
另外,对于用于形成构成光导波路的下部覆层12、中心部分20及上部覆层22各部分的感光性树脂组合物,为了方便起见,分别简称为下层用组合物、中心用组合物和上层用组合物。
(1)感光性树脂组合物的配制
下层用组合物、中心用组合物和上层用组合物各个成分的组成要保证能使下部覆层12、中心部分20和上部覆层22各部分的折射率的关系满足光导波路所要求的条件。具体来说,为了使折射率之差达到合适的大小,要配制2种或3种感光性树脂组合物,其中,固化涂膜的折射率最高的感光性树脂组合物用作中心用组合物,其它的感光性树脂组合物用作下层用组合物和上层用组合物。
下层用组合物和上层用组合物虽然可以同一种感光性树脂组合物,但优选那些经济便宜和容易制造管理的组合物。
感光性树脂组合物的粘度优选为1cps~10000cps(25℃)、进一步优选为5cps~8000cps(25℃)、特别优选为10cps-5000cps(25℃)。粘度如果在这个范围之外,则感光性树脂组合物的操作就很困难,有时难以形成均一涂膜。另外,也可以通过改变有机溶剂等的加入量,适当调整粘度。
(2)基板的准备
如图(2)中的(a)所示,要准备表面平滑的基板10。该基板10的种类不特别限定,例如可以用硅基板或玻璃基板等。
(3)下部覆层的形成工序
在基板10的表面形成下部覆层12。具体来说,如图2中的(b)所示,在基板10的表面涂布下层用组合物,干燥或预烘干后形成下层用薄膜。用光照射该下层用薄膜使其固化,形成固化的下部覆层12。另外,在下部覆层12的形成工序中,优选用光照射整个薄膜使其全部固化。
作为下层用组合物的涂布方法,可以列举例如旋转涂布法、浸渍涂层法、喷涂法、棒涂法、辊涂法、幕式涂布法、凹版印刷法、丝网印刷法、墨水喷射法等的任意方法。其中,从要得到均一厚度的下层用薄膜的角度考虑,优选旋转涂布法。
另外,为了使不同的涂布方法都能使下层用组合物的流动性达到合适的程度,可以根据需要在下层组合物中加入各种流平剂、触变剂、填充剂、有机溶剂、表面活性剂等。
另外,由下层用组合物形成的下层用薄膜在涂布后,为了除去有机溶剂等,优选在50℃~200℃进行预烘干。
另外,在下部覆层的形成工序中的涂布方法或改善流动性等方法与后述的中心部分的形成工序或上部覆层的形成工序中所用的方法一样。
在形成下部覆层时光的照射量不特别限定,但优选采用波长为200nm~450nm、照度为1mW/cm2~500mW/cm2的光以照射量为10mJ/cm2~5000mJ/cm2来照射以进行曝光。
作为照射所用光的种类,可以使用可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线等,特别优选紫外线。作为光的照射装置,优选使用例如高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯等。
另外,曝光后最好再进行加热处理(后烘干)。加热条件根据感光性树脂组合物的成分组成不同而有差异,一般可以在30℃~400℃、优选在50℃~300℃、进一步优选在100℃~200℃加热5分钟~72小时。通过加热处理(后烘干),可以使整个涂膜充分固化。
另外,在下部覆层形成工序中所用的光的照射量、种类、以及光(紫外线)的照射装置等,与后述的中心部分形成工序及上部覆层形成工序中所用的一样。
(4)中心部分的形成工序
接下来,如图2中的(c)所示,在下部覆层12上涂布中心用组合物,干燥或预烘干后形成中心用薄膜14。
然后,如图2中的(d)所示,按照一定的图案(例如隔着具有一定的线条图案的光掩模18),对着中心用薄膜14的上面用光16进行照射(曝光)。通过这种方法,在中心用薄膜14上,只有那些被光照射的地方才能固化,而除此之外的未固化部分通过显像处理则被除去,这样,正如图2中的(e)所示,在下部覆层12上可以形成由图案化的固化膜所构成的中心部分20。
本工序中的显像处理的具体情况如下。
显像处理是按照一定的图案进行图案曝光,利用固化部分和未固化部分的溶解性的差异,在选择性固化后的薄膜上,用显像液只除去未固化的部分。也就是说,图案曝光后,未固化部分被除去了,而固化部分被留下,结果就形成了中心部分。
显像处理中所用的显像液,可以使用有机溶剂。作为有机溶剂,可以列举例如:丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基戊基酮、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇单甲醚等。
显像时间一般为30秒~600秒。作为显像方法,可以列举例如浸入液体法、浸渍法、喷浴法等公知的方法。显像后,直接风干,除去有机溶剂,就形成了图案状的薄膜。
图案状的薄膜(图案部分)形成后,对该图案部分进行加热处理(后烘干)。加热条件根据感光性树脂组合物的成分组成不同而有差异,一般在30℃~400℃、优选50℃~300℃、进一步优选100℃~200℃的加热温度进行加热,加热时间例如为5分钟~10小时。通过加热处理(后烘干),使整个涂膜充分固化。
在本工序中,按照一定的图案进行光照射的方法并不限定于使用由可透光部分和不透光部分构成的光掩模18的方法,也可以采用下面所示的a~c方法中的任意一种方法。
a.利用与液晶显示器同样的原理,按照一定的图案,采用电气光学方法,形成由可透光部分和不透光部分构成的掩模像的方法。
b.采用多数光纤维集束后形成的导光材料,通过对应该导光材料上特定图案的光纤维进行光照射的方法。
c.采用由激光或透镜、镜子等集光性光学系统得到的汇聚光,扫描照射感光性树脂组合物的方法。
(5)上部覆层的形成工序
在中心部分20和下部覆层12的表面上,涂布上层用组合物,干燥或预烘干后形成上层用薄膜。用光照射该上层用薄膜使其固化,就形成了图2中的(f)所示的上部覆层22。
然后对上部覆层22进行加热处理(后烘干)。
加热条件根据感光性树脂组合物的成分组成不同而有差异,一般在30℃~400℃、优选在50℃~300℃、进一步优选在100℃~200℃进行加热,加热时间例如为5分钟~72小时。通过加热处理(后烘干),可以使整个涂膜充分固化。
实施例
下面通过实施例来具体说明本发明。
[1材料的准备]
作为成分(A)~(E),要准备以下材料。
(1)成分(A)
配制例1
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入3g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双异丁腈、115g作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入20g羟基乙基甲基丙烯酸酯、30g二环戊烯丙烯酸酯、25g苯乙烯以及25g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至80℃,在该温度下进行6小时的聚合。其后,向所得到的溶液中加入0.13g二月桂酸二-正丁基锡、0.05g 2,6-二-叔丁基-对甲酚,边搅拌边在将温度保持在不高于60℃的条件下滴加23.7g 2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯。滴加结束后,在60℃下反应5小时,得到侧链具有甲基丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。接着,用与所得凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解-凝固操作共进行3次,然后将所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-1。
配制例2
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入3g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双异丁腈、115g作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入35g羟基乙基甲基丙烯酸酯、30g二环戊烯丙烯酸酯、25g苯乙烯以及10g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至80℃,在该温度下聚合6小时。其后,向所得到的溶液中加入0.13g二月桂酸二正丁基锡、0.05g 2,6-二-叔丁基-对甲酚,边搅拌边在将温度保持在不高于60℃的条件下滴加41.5g 2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯。滴加结束后,在60℃下反应5小时,得到侧链具有甲基丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。用与所得凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解—凝固操作共进行3次,然后将所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-2。
配制例3
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入3g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈、作为150g有机溶剂的乳酸乙酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入20g甲基丙烯酸、30g二环戊烯丙烯酸酯、25g苯乙烯以及25g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至80℃,在该温度下聚合6小时。其后,向所得到的溶液中加入10.5g 3,4-环氧基环己基丙烯酸甲酯、0.8g四丁基溴化铵、0.1g对甲氧基苯酚,在80℃下搅拌7小时,得到侧链具有丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。接着,用与所得凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解—凝固操作共进行3次,然后将所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-3。
配制例4
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入1.5g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、115g作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入20g羟基甲基丙烯乙酯、25g二环戊烯丙烯酸酯、40g甲基丙烯酸甲酯以及15g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至70℃,在该温度下聚合6小时。其后,向所得到的溶液中加入0.12g二月桂酸二-正丁基锡、0.05g 2,6-二-叔丁基-对甲酚,边搅拌边在将温度保持在不高于60℃的条件下滴加23.7g 2-甲基丙烯酰氧基异氰酸乙酯,滴加结束后,在60℃下反应5小时,得到侧链具有甲基丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。接着,用与所得凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解-凝固操作共进行3次,然后将所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-4。
配制方法例5
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入1.5g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、115g作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入30g甲基丙烯酸羟乙酯、25g二环戊烯丙烯酸酯、40g甲基丙烯酸甲酯以及5g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至70℃,在该温度下聚合6小时。其后,向所得到的溶液中加入0.13g二月桂酸二-正丁基锡、0.05g 2,6-二-叔丁基-对甲酚,边搅拌边在将温度保持在不高于60℃的条件下滴加35.6g 2-甲基丙烯酰氧基异氰酸乙酯,滴加结束后,在60℃下反应5小时,得到侧链具有甲基丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。接着,用与凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解—凝固操作共进行3次,然后将所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-5。
配制例6
将带有干冰/甲醇回流器的烧瓶置换入氮气后,加入1g作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、150g作为有机溶剂的乳酸乙酯,搅拌至聚合引发剂溶解。然后加入20g甲基丙烯酸、25g二环戊烯丙烯酸酯、35g甲基丙烯甲酯以及20g丙烯酸正丁酯,开始缓慢搅拌。然后将溶液温度上升至70℃,在该温度下聚合6小时。其后,向所得到的溶液中加入31.4g 3,4-环氧环己基丙烯酸甲酯、2.2g四丁基溴化铵、0.1g对甲氧基苯酚,在80℃下搅拌7小时,得到侧链具有丙烯酰基的聚合物溶液。然后向反应生成物中滴加过量的己烷使反应生成物凝固。接着,用与凝固物质量相同的四氢呋喃将凝固物再溶解,再加入过量的己烷使其再凝固。这种再溶解-凝固操作共进行3次,然后所得到的凝固物在40℃下真空干燥48小时,得到目的共聚物A-6。
(2)成分(B)
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(沸点315℃,大阪有机化学工业会社制造,TMP3A)
多官能丙烯酸酯(东亚合成会社制造,ァロニクスM8100)
三溴苯酚乙氧基丙烯酸酯(第一工业制药会社制造,ニュ一フロンティァBR-31)
邻苯基苯酚缩水甘油醚丙烯酸酯(新中村化学工业会社制造,NK酯#401P)
2,2,3,3-四氟丙烯酸丙酯(沸点132℃,大阪有机化学工业会社制造,ビスコ一ト4F)
(3)成分(C)
光自由基聚合引发剂(商品名Irgacure369,汽巴精化会社制造)
(4)成分(D)
乳酸乙酯
丙二醇单甲醚乙酸酯
[2.感光性树脂组合物的配制]
按照表1所示的比例,将上述成分(A)(共聚物A-1~A-6)以及成分(B)~(D)均匀混合,得到感光性树脂组合物J-1~J-11。
[表1]
  J-1   J-2   J-3   J-4   J-9   J-10   J-5   J-6   J-7   J-8   J-11
  单位:质量份   中心部分用   覆层用
成分A   A-1   100   -   -   -   100   100   -   -   -   -   -
  A-2   -   100   -   -   -   -   -   -   -   -   -
  A-3   -   -   100   100   -   -   -   -   -   -   -
  A-4   -   -   -   -   -   -   100   -   -   -   100
  A-5   -   -   -   -   -   -   -   100   -   -   -
  A-6   -   -   -   -   -   -   -   -   100   100   -
  成分B   三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 20 30 50 20 - - 30 12 30 45 -
  ァロニクスM8100   -   -   -   -   -   -   -   18   45   -   -
  ニュ一フロンティァBR-31   -   -   - - 20 - - - - - -
  NK酯#401P   -   -   -   -   -   20   -   -   -   -   -
  ビスコ一ト4F   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   30
  成分C   Irgacure 369   3   3   3   3   3   3   3   3   3   3   3
成分D   乳酸乙酯   -   -   140   145   -   -   -   -   140   135   -
  丙二醇单甲醚乙酸酯   90   85   -   -   90   90   95   100   -   -   95
  合计   213   218   293   298   213   213   228   233   318   283   228
[3.光导波路的形成]
(1)实施例1
(a)下部覆层的形成
在硅类基板的表面上,采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-5,用加热器在100℃下预烘干10分钟。接着,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物构成的涂膜100秒钟,使其固化。然后在150℃下后烘干该固化膜1小时,形成厚度为50μm的下部覆层。
(b)中心部分的形成
接下来,在下部覆层上采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-1,在100℃下预烘干10分钟。然后,隔着宽度为50μm的线形图案的光掩模,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物J-1形成的厚度50μm的涂膜100秒钟,使其固化。然后将具有固化薄膜的基板浸渍在含有丙酮的显像液中,使涂膜上未曝光的部分溶解。之后,在150℃后烘干1小时,形成具有宽度为50μm的线形图案的中心部分。
(c)上部覆层的形成
接下来,在带有中心部分的下部覆层的上面,采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-5,用加热器在100℃下预烘干10分钟。接着,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物J-5形成的涂膜100秒钟,形成了厚度为50μm的上部覆层。
(2)实施例2-5
除了按照表2所示改变感光性树脂组合物外,其它与实施例1一样,形成光导波路。
(3)比较例1
(a)下部覆层的形成
在硅类基板的表面上,采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-7,用加热器在100℃下预烘干10分钟。接着,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物J-7形成的涂膜100秒钟,使其固化。然后在150℃后烘干该固化膜1小时,形成了厚度为50μm的下部覆层。
(b)中心部分的形成
接下来,在下部覆层的表面上采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-3,在100℃下预烘干10分钟。然后,隔着宽度为50μm的线形图案的光掩模,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物J-3形成的厚度50μm的涂膜100秒钟,使其固化。然后将具有固化薄膜的基板浸渍在含有1.0%四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)的显像液中,使涂膜上未曝光的部分溶解。之后,在150℃后烘干1小时,形成了具有宽度为50μm的线形图案的中心部分。
(c)上部覆层的形成
接下来,在带有中心部分的下部覆层的上面,采用旋转涂布的方式涂布感光性树脂组合物J-7,用加热器在100℃下预烘干10分钟。接着,用波长365nm、照度10mW/cm2的紫外线照射由感光性树脂组合物J-7形成的涂膜100秒钟,形成了厚度为50μm的上部覆层。
(4)比较例2-3
除了按照表2所示改变感光性树脂组合物外,其它与比较例1一样,形成光导波路。
[4.光导波路的评价]
光导波路(实施例1-5、比较例1-3)的评价如下。
(1)光导波路的形状精密度
与设计上的中心部分的形状(高50μm×线宽50μm)相比,实际形成的中心部分的高度及宽度如果都在50±5μm范围内就为[○],在此范围之外就为[×]。
(2)导波路的损失(初期损失)
从光导波路的一端射入波长850nm的光,测定从另一端射出的光量,根据拼和法(cut-back)计算每单位长度的导波路损失。导波路损失小于等于0.5dB/cm时为[○],超过0.5dB/cm时为[×]。
(3)导波路的损失(高温高湿下)
在温度为85℃、湿度为85%的条件下放置500小时后,与上述“(2)波路损失(初期损失)”同样测定光导波路的损失。导波路损失小于等于1dB/cm时为[○],超过1dB/cm时为[×]。
以上结果见表2。
表2
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   比较例1   比较例2   比较例3
  “导波路的结构”下部覆层   J-5   J-6   J-6   J-11   J-5   J-7   J-8   J-7
  中心部分   J-1   J-2   J-1   J-9   J-10   J-3   J-4   J-4
  上部覆层   J-5   J-6   J-6   J-11   J-5   J-7   J-8   J-7
  “导波路的特性”中心部分形状的精密度
  导波路的损失(初期损失)   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○
  导波路的损失(高温高湿下)   ○   ○   ○   ○   ○   ×   ×   ×
从表2可以看出,用本发明的感光性树脂组合物形成的光导波路(实施例1-5),中心部分形状的精密度高,而且波路损失(初期损失及高温高湿条件下的损失)小。另外,由不属于本发明的感光性树脂组合物所形成的光导波路(比较例1-3)在高温高湿条件下波路损失大,表明其在苛刻条件下的传输特性差。

Claims (6)

1.光导波路用感光性树脂组合物,其特征在于,所述组合物含有下述(A)~(C),其中:
(A)为含有下述通式(1)及(2)所示结构的聚合物,
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基,R3为含有自由基聚合性反应基团的有机基团,X为单键或2价的有机基团,Y为不具有聚合性的有机基团;
(B)为下述化合物,所述化合物分子内具有1个或1个以上乙烯类不饱和基团、分子量不足1000、0.1MPa时的沸点不低于130℃;以及
(C)为光自由基聚合引发剂。
2.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中成分(A)为含有下列通式(3)和(4)所示结构的聚合物,
Figure A2005101142790003C2
式中,R1和R2各自独立地为氢原子或碳原子数为1~12的烷基,R4为氢原子或甲基,X和Z各自独立地为单键或2价的有机基团,Y为不具有聚合性的有机基团。
3.如权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,其含有(D)有机溶剂。
4.光导波路,其包含下部覆层、中心部分和上部覆层,其特征在于,所述下部覆层、中心部分和上部覆层中至少一个由权利要求1~3中任意一项中所述的感光性树脂组合物的固化物所形成。
5.如权利要求4所述的光导波路,其中,上述的下部覆层、中心部分和上部覆层由上述感光性树脂组合物的固化物所形成,而且,上述中心部分的折射率比上述下部覆层和上部覆层任意一层的折射率都要大至少0.1%。
6.含有下部覆层、中心部分和上部覆层的光导波路的制造方法,其特征在于,该制造方法包括形成下部覆层的工序、形成中心部分的工序、形成上部覆层的工序,而且,上述3个工序中至少有1个工序是通过光照射权利要求1~3任意一项中所述的感光性树脂组合物使之固化的光固化工序。
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