JP2003121665A - Resin composition for optical waveguide and hardened product of the same - Google Patents
Resin composition for optical waveguide and hardened product of the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光回路などに使用
できる平坦性に優れ、加工が容易な光導波路用樹脂組成
物及びその硬化物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for an optical waveguide, which has excellent flatness and can be easily processed, which can be used in an optical circuit, and a cured product thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】光導波路の材料として石英がよく用いら
れているが、加工温度が高い、大面積のものが作製しが
たいという問題があった。最近、加工のし易さの観点か
らポリメチルメタクリレート等を利用したプラスチック
導波路の研究が進んでいるが、このような樹脂を用いた
場合でも樹脂は溶剤に溶かした状態で基板などに塗布し
た後、溶剤を除去してコア部等にするため、溶剤を除去
するときに適度な速度で溶剤を除去しなければならな
い。除去速度が大きい場合には気泡やボイドが生じたり
内部歪が発生する。また、除去速度が小さい場合には、
時間が長くかかるという欠点があった。除去温度を上げ
る場合にはやはり気泡やボイドの発生や樹脂と基板との
熱膨張率の差に起因する内部歪が起きる可能性がある。
また、可溶性の樹脂を光導波路に用いる場合はクラッド
部とコア部を形成させるときに既に形成している樹脂部
分が溶けないようにしなければならない。このため、樹
脂に架橋成分を導入したり、コア部とクラッド部の樹脂
成分を変えることが必要であった。光導波路における光
伝送損失要因、固有要因として、赤外振動吸収の高周
波、電子遷移に基づく紫外吸収などの吸収損失、密度・
濃度ゆらぎによるレイリー散乱による散乱損失が挙げら
れ、外的要因としては遷移金属・OH基・その他の不純
物による吸収損失、ほこり・気泡などの不純物、コア/
クラッドの界面不整・コア径の変動・マイクロベンデイ
ング・配向複屈折などの構造不整による散乱損失が挙げ
られる。レイリー散乱に関しては、屈折率の異なる領域
の共存は好ましくなく、光導波部においても結晶性高分
子、ブロック共重合、グラフト共重合などのミクロ相分
離構造を呈するものは好ましくない。また、熱運動によ
る固体内の揺らぎも押さえるためには線形高分子よりも
紫外線等により三次元硬化する樹脂が望まれている。ま
た、コア/クラッド界面のはく離も、伝送損失の要因と
なるため、クラッド樹脂にはコア材への良好な密着性、
接着性が要求される。このため、コア部とクラッド部は
類似の成分であることが望まれている。光導波路のコア
の屈折率はクラッドの屈折率よりも大きいことが要求さ
れる。一般的なマルチモードの導波路のクラッド材はコ
ア材の2〜3%以上の屈折率差があれば好適である。ま
た、シングルモードで光導波させる場合、コア部の断面
が一辺8μmの正方形であるとき、0.3%ほど屈折率
の小さなクラッドが要求されるため、このような導波路
に用いるコア材とクラッド材の屈折率ゆらぎは1000
分の5の精度が要求される。したがって、良くクラッド
材に用いられるシリコン樹脂、ポリメタクリレート樹
脂、ポリカーボネート樹脂等の屈折率範囲(1.45〜
1.60)を制御できるコア材(屈折率1.46〜1.
62)が望まれていた。2. Description of the Related Art Quartz is often used as a material for optical waveguides, but it has a problem that it is difficult to fabricate a large area having a high processing temperature. Recently, research on plastic waveguides using polymethylmethacrylate, etc. has progressed from the viewpoint of ease of processing. Even when such a resin is used, the resin is applied to the substrate in a state of being dissolved in a solvent. After that, in order to remove the solvent to form the core portion and the like, the solvent must be removed at an appropriate rate when removing the solvent. When the removal rate is high, bubbles or voids are generated or internal strain is generated. If the removal rate is low,
It had the drawback of taking a long time. When the removal temperature is increased, bubbles or voids may be generated and internal strain may occur due to the difference in coefficient of thermal expansion between the resin and the substrate.
Further, when a soluble resin is used for the optical waveguide, it is necessary to prevent the resin portion already formed when the clad portion and the core portion are formed from melting. Therefore, it has been necessary to introduce a cross-linking component into the resin or change the resin components in the core and clad portions. Optical transmission loss factor in optical waveguide, high frequency of infrared vibration absorption, absorption loss such as ultraviolet absorption due to electronic transition, density
Scattering loss due to Rayleigh scattering due to concentration fluctuation can be cited, and external factors include absorption loss due to transition metals, OH groups, and other impurities, impurities such as dust and air bubbles, and core /
Scattering loss due to structural irregularities such as cladding interface irregularities, core diameter fluctuations, microbending, and orientation birefringence. Regarding Rayleigh scattering, the coexistence of regions having different refractive indices is not preferable, and those exhibiting a microphase-separated structure such as crystalline polymer, block copolymer, or graft copolymer in the optical waveguide are not preferable. Further, in order to suppress fluctuations in the solid due to thermal motion, a resin that is three-dimensionally cured by ultraviolet rays or the like is desired rather than a linear polymer. Also, peeling at the core / clad interface also causes transmission loss, so the clad resin has good adhesion to the core material,
Adhesiveness is required. Therefore, it is desired that the core part and the clad part have similar components. The refractive index of the core of the optical waveguide is required to be higher than that of the cladding. It is preferable that the cladding material of a general multimode waveguide has a refractive index difference of 2 to 3% or more of that of the core material. Further, in the case of optical waveguide in a single mode, when the cross section of the core part is a square having a side of 8 μm, a clad having a refractive index as small as 0.3% is required. The refractive index fluctuation of the material is 1000
A precision of 5 minutes is required. Therefore, the refractive index range (1.45 to 1.45) of silicon resin, polymethacrylate resin, polycarbonate resin, etc., which is often used for the clad material, is used.
1.60) that can control the core material (refractive index 1.46 to 1.
62) was desired.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した課題を解決し、加工性に優れる光導波路用樹脂組成
物及びその硬化物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a resin composition for an optical waveguide which is excellent in processability and a cured product thereof.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、特定の(メタ)アクリレート化合物(A)と
(A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物(B)
を主成分とする樹脂組成物は、組成を変えることにより
屈折率をある程度自由に制御できること、これらの樹脂
は硬化前の粘度が低く、スピンコーテイング等の塗布性
に優れ、光導波路のコア部やクラッド層に適用したとき
光透過性に優れ、且つ平坦性に極めて優れていることを
見出し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that a specific (meth) acrylate compound (A) and an ethylenically unsaturated group-containing compound (B) other than the component (A) are used.
The resin composition containing as a main component, the refractive index can be controlled to some extent by changing the composition, these resins have low viscosity before curing, excellent coating properties such as spin coating, and the core portion of the optical waveguide or It was found that when it is applied to a clad layer, it has excellent light transmittance and extremely excellent flatness, and has completed the present invention.
【0005】すなわち、本発明は、(1)、一般式
(1)で表される(メタ)アクリレート化合物(A)That is, the present invention provides (1) the (meth) acrylate compound (A) represented by the general formula (1).
【0006】[0006]
【化2】 [Chemical 2]
【0007】(式(1)中、R1及びR2は、それぞれ水
素原子又はCH3であり、nの平均値は1〜5の数であ
る。)と(A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合
物(B)を含有することを特徴とする光導波路用樹脂組
成物、(2)、光重合開始剤(C)を含有する(1)記
載の光導波路用樹脂組成物、(3)、(1)または
(2)記載の光導波路用樹脂組成物の硬化物、に関す
る。(In the formula (1), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or CH 3 , and the average value of n is a number of 1 to 5) and the ethylenic non-component other than the component (A). A resin composition for an optical waveguide containing a saturated group-containing compound (B), (2), a resin composition for an optical waveguide according to (1) containing a photopolymerization initiator (C), (3) ), (1) or a cured product of the resin composition for an optical waveguide according to (2).
【0008】[0008]
【本発明の実施の形態】本発明の光導波路用樹脂組成物
は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート化合
物(A)と(A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化
合物(B)との混合物である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin composition for an optical waveguide of the present invention comprises an ethylenically unsaturated group-containing compound other than the (meth) acrylate compound (A) represented by the general formula (1) and the component (A). It is a mixture with (B).
【0009】本発明では、一般式(1)で表される(メ
タ)アクリレート化合物(A)を使用する。(メタ)ア
クリレート化合物(A)の具体例としては、O−フェニ
ルフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、O−フ
ェニルフェニルオキシエチルオキシエチル(メタ)アク
リレート、O−フェニルフェニルオキシプロピル(メ
タ)アクリレート等を挙げることができる。又、市場よ
り入手することができる。例えば、日本化薬(株)製、
品名KAYARAD OPP−1、KAYARADOP
P−2等を挙げることができる。In the present invention, the (meth) acrylate compound (A) represented by the general formula (1) is used. Specific examples of the (meth) acrylate compound (A) include O-phenylphenyloxyethyl (meth) acrylate, O-phenylphenyloxyethyloxyethyl (meth) acrylate and O-phenylphenyloxypropyl (meth) acrylate. Can be mentioned. It can also be obtained from the market. For example, manufactured by Nippon Kayaku Co.,
Product name KAYARAD OPP-1, KAYARADOP
P-2 etc. can be mentioned.
【0010】本発明では、(A)成分以外のエチレン性
不飽和基含有化合物(B)を使用する。(B)成分の具
体例としては、(メタ)アクリレートモノマー類、(メ
タ)アクリレートオリゴマー類、マレイミド化合物類、
ビニルエーテル化合物類及びN−ビニル化合物類等を挙
げることができる。In the present invention, the ethylenically unsaturated group-containing compound (B) other than the component (A) is used. Specific examples of the component (B) include (meth) acrylate monomers, (meth) acrylate oligomers, maleimide compounds,
Examples thereof include vinyl ether compounds and N-vinyl compounds.
【0011】(メタ)アクリレートモノマー類の具体例
としては、ドデシル(メタ)アクリレート、2−エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリ
ル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリ
レート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリブロ
モフェニル(メタ)アクリレート、メトキシフェニル
(メタ)アクリレート、シアノフェニル(メタ)アクリ
レート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グ
リシジル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)
アクリレート等の単官能(メタ)アクリレート。ジエチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、1,4−ブチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオール
ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ
(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールポリエト
キシジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール
ポリプロポキシジ(メタ)アクリレート、トリメチロー
ルプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールトリ(又はテトラ)(メタ)アクリレートネオペ
ンチルグリコールのε−カプロラクトン付加物のジ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパンのε−カプ
ロラクトン付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタ
エリスリトールのε−カプロラクトン付加物のトリ又は
テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール
ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリ
スリトールのε−カプロラクトン付加物のポリ(メタ)
アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メ
タ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAポリ
エトキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポ
リエトキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールヘ
キサフルオロプロピルポリエトキシジ(メタ)アクリレ
ート、水添ビスフェノールヘキサフルオロプロピルポリ
エトキシジ(メタ)アクリレート等の多官能性(メタ)
アクリレート等を挙げることができる。Specific examples of the (meth) acrylate monomers include dodecyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate and tri-. Bromophenyl (meth) acrylate, methoxyphenyl (meth) acrylate, cyanophenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate,
Polyethylene glycol mono (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, carbitol (meth)
Monofunctional (meth) acrylates such as acrylates. Diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butylene glycol di (Meth) acrylate, 1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol polyethoxydi (meth) Acrylate, neopentyl glycol polypropoxydi (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (or tetra) (meth) acrylate neopentylglyce Di- (meth) acrylate of the ε-caprolactone adduct of trimethylol, tri (meth) acrylate of the ε-caprolactone adduct of trimethylolpropane, tri- or tetra (meth) acrylate of the ε-caprolactone adduct of pentaerythritol, dipenta Erythritol penta or hexa (meth) acrylate, poly (meth) adduct of dipentaerythritol with ε-caprolactone
Acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, tetrabromobisphenol A polyethoxydi (meth) acrylate, bisphenol A polyethoxydi (meth) acrylate, bisphenol hexafluoropropyl polyethoxydi (meth) acrylate, hydrogenated bisphenol hexafluoropropyl polyethoxydi Polyfunctionality (meth) such as (meth) acrylate
An acrylate etc. can be mentioned.
【0012】(メタ)アクリレートオリゴマー類の具体
例としては、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレ
タン(メタ)アクリレート及びエポキシ(メタ)アクリ
レートを代表的なものとして挙げることができる。Specific examples of (meth) acrylate oligomers include polyester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate and epoxy (meth) acrylate.
【0013】ポリエステル(メタ)アクリレートの具体
例としては、(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プ
ロピレングリコール、(ポリ)テトラメチレングリコー
ル、(ポリ)ブチレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5
−ペンタンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタ
ノール、ビスフェノールAポリエトキシジオール、水添
ビスフェノールA、トリメチロールプロパン等のポリオ
ール成分とマレイン酸、コハク酸、フマル酸、アジピン
酸、フタル酸、イソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、
テトラヒドロフタル酸、ダイマー酸、セバチン酸、アゼ
ライン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、等の多
塩基酸及びこれらの無水物との反応物であるポリエステ
ルポリオールの(メタ)アクリレート;前記ポリオール
成分と多塩基酸及びこれらの無水物とε−カプロラクト
ンとの反応物である環状ラクトン変性ポリエステルポリ
オールの(メタ)アクリレート等の多官能性ポリエステ
ル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。Specific examples of polyester (meth) acrylates include (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, (poly) tetramethylene glycol, (poly) butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5
A polyol component such as pentanediol, cyclohexane-1,4-dimethanol, bisphenol A polyethoxydiol, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane and maleic acid, succinic acid, fumaric acid, adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, Hexahydrophthalic acid,
Polymethacrylic acid such as tetrahydrophthalic acid, dimer acid, sebacic acid, azelaic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid and the like, and a (meth) acrylate of polyester polyol which is a reaction product thereof; Examples thereof include polyfunctional polyester (meth) acrylates such as (meth) acrylates of cyclic lactone-modified polyester polyols, which are reaction products of acids and their anhydrides with ε-caprolactone.
【0014】ウレタン(メタ)アクリレートの具体例と
しては、有機イソシアネート化合物とポリオール化合物
と水酸基含有(メタ)アクリレート化合物との反応物を
代表的なものとして挙げることができる。As a specific example of urethane (meth) acrylate, a reaction product of an organic isocyanate compound, a polyol compound and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound can be mentioned as a typical example.
【0015】有機ポリイソシアネートの具体例として
は、P−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレン
ジイソシアネート、P−キシレンジイソシアネート、m
−キシレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソ
シアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレン
ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;イソ
ホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、トリメチルヘキサメチレンジイシアネート、4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添
キシレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネ
ート、リジンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環構造
のジイソシアネート類;イソシアネートモノマーの1種
類以上のビュレット体又は、上記ジイソシアネート化合
物を三量化したイソシアネート体等のポリイソシアネー
ト;等が挙げられる。Specific examples of the organic polyisocyanate include P-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, P-xylene diisocyanate and m.
-Xylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,
Aromatic diisocyanates such as 4'-diphenylmethane diisocyanate and naphthalene diisocyanate; isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 4,
Aliphatic or alicyclic diisocyanates such as 4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, and lysine diisocyanate; one or more burettes of isocyanate monomers, or trimers of the above diisocyanate compounds And the like.
【0016】ポリオール化合物の具体例としては、前
記、ポリオール成分、ポリエステルポリオール、環状ラ
クトン変性ポリエステルポリオール等を挙げることがで
きる。Specific examples of the polyol compound include the above-mentioned polyol component, polyester polyol, cyclic lactone-modified polyester polyol and the like.
【0017】水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の
具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリ
レート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シク
ロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、4
−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールトリ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−
3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどを挙
げることができる。Specific examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate and cyclohexanedimethanol mono (meth). Acrylate, 4
-Hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 2-hydroxy-
3-phenoxypropyl (meth) acrylate etc. can be mentioned.
【0018】エポキシ(メタ)アクリレートの具体例と
しては、2官能性以上のエポキシ基を含有するエポキシ
樹脂と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる生成
物を挙げることができる。Specific examples of the epoxy (meth) acrylate include a product obtained by reacting an epoxy resin having a bifunctional or higher epoxy group with (meth) acrylic acid.
【0019】エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェ
ノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA
ジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロ
アセトンジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェ
ノールAジグリシジルエーテル、1,3−ビス〔1−
(2,3−エポキシプロポキシ)−1−トリフルオロメ
チル−2,2,2−トリフルオロエチル〕ベンゼン、
1,4−ビス〔1−(2,3−エポキシプロポキシ)−
1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエ
チル〕ベンゼン、4,4’−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)オクタフルオロビフェニル、スピログリコー
ルジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグ
リシジルエーテル、フェノール・ノボラック型エポキシ
樹脂等が代表的なものとして挙げることができるが、こ
れに限定されるものではない。Specific examples of the epoxy resin include bisphenol A diglycidyl ether and hydrogenated bisphenol A.
Diglycidyl ether, bisphenol hexafluoroacetone diglycidyl ether, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, 1,3-bis [1-
(2,3-epoxypropoxy) -1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl] benzene,
1,4-bis [1- (2,3-epoxypropoxy)-
1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl] benzene, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) octafluorobiphenyl, spiroglycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, phenol Typical examples are novolac type epoxy resins, but the present invention is not limited thereto.
【0020】マレイミド化合物類の具体例としては、マ
レイミド基を含有する化合物であれば使用可能であり、
特開昭58−40374号に記載されている1〜3官能
性マレイミド化合物、特開平3−12414号に記載の
マレイミド基含有ウレタンオリゴマー等を挙げることが
できる。As specific examples of maleimide compounds, any compound containing a maleimide group can be used,
Examples thereof include a 1 to 3 functional maleimide compound described in JP-A-58-40374 and a maleimide group-containing urethane oligomer described in JP-A-3-12414.
【0021】更に、代表的な具体例としては、N−メチ
ルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−n−プロピ
ルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−アリ
ルマレイミド、N−n−ブチルマレイミド、N−2−メ
チル−プロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイ
ミド、N−2−エチルヘキシルマレイミド、N−(2−
ジメチルアミノエチル)マレイミド、N−(1−メトキ
シメチルプロピル)マレイミド、N,N’−1,6−ヘ
キサンビスマレイミド、ビス(3−N−マレイミドプロ
ピル)ポリテトラメチレングリコール、ビス(2−N−
マレイミドプロピル)ポリプロピレングリコール、ビス
(2−N−マレイミドエチル)ポリエチレングリコー
ル、1,2(1,3または1,4)−ビス(N−マレイ
ミドメチル)シクロヘキサン、Furthermore, as typical examples, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Nn-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, N-allylmaleimide, Nn-butylmaleimide, N-2. -Methyl-propylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-2-ethylhexylmaleimide, N- (2-
Dimethylaminoethyl) maleimide, N- (1-methoxymethylpropyl) maleimide, N, N'-1,6-hexane bismaleimide, bis (3-N-maleimidopropyl) polytetramethylene glycol, bis (2-N-
Maleimidopropyl) polypropylene glycol, bis (2-N-maleimidoethyl) polyethylene glycol, 1,2 (1,3 or 1,4) -bis (N-maleimidomethyl) cyclohexane,
【0022】[0022]
【化3】 [Chemical 3]
【0023】[0023]
【化4】 [Chemical 4]
【0024】[0024]
【化5】 [Chemical 5]
【0025】等のマレイミド化合物、これらマレイミド
化合物のマレイミド基中の不飽和炭素原子に結合した水
素原子が塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、メ
トキシ基等で置換されたマレイミド化合物等を挙げるこ
とができる(化4において、a,b及びcはそれぞれ独立
して0〜3の数を示し、a+b+cは1〜5の数を示
す)。And maleimide compounds in which hydrogen atoms bonded to unsaturated carbon atoms in maleimide groups of these maleimide compounds are substituted with chlorine atom, bromine atom, methyl group, ethyl group, methoxy group and the like. (In the chemical formula 4, a, b and c each independently represent a number of 0 to 3, and a + b + c represents a number of 1 to 5).
【0026】ビニルエーテル化合物類の具体例として
は、ヒドロキシメチルビニルエーテル、クロロメチルビ
ニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、1,
4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,6−ヘキサ
ンジオールジビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビ
ニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエー
テル、シクロヘキサンジメタノールモノ又はジビニルエ
ーテル、シクロヘキサンモノ又はジビニルエーテル、ト
リエチレングリコールジビニルエーテル、ポリテトラメ
チレングリコールジビニルエーテル、ポリウレタンポリ
ビニルエーテル、ポリエステルポリビニルエーテル等を
挙げることができる。Specific examples of vinyl ether compounds include hydroxymethyl vinyl ether, chloromethyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, 1,
4-butanediol divinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, cyclohexanedimethanol mono- or divinyl ether, cyclohexane mono- or divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, polytetra Examples thereof include methylene glycol divinyl ether, polyurethane polyvinyl ether, polyester polyvinyl ether and the like.
【0027】N−ビニル化合物類の具体例としては、N
−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−
ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド等を挙げ
ることができる。Specific examples of N-vinyl compounds include N
-Vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-
Examples thereof include vinylformamide and N-vinylacetamide.
【0028】これら(A)成分以外のエチレン性不飽和
基含有化合物(B)の好ましいものとしては、アクリレ
ートモノマー類、アクリレートオリゴマー類及びマレイ
ミド化合物類等を挙げることができる。Preferred examples of the ethylenically unsaturated group-containing compound (B) other than the component (A) include acrylate monomers, acrylate oligomers and maleimide compounds.
【0029】本発明では、任意成分として光重合開始剤
(C)を使用する。光重合開始剤(C)の具体例として
は、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジエ
トキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノ
ン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾ
インエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、
ベンゾインイソプロピルエーテル、1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン、メチルベンゾイソホメー
ト、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホス
フィンオキサイド等が挙げられる。In the present invention, a photopolymerization initiator (C) is used as an optional component. Specific examples of the photopolymerization initiator (C) include 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, benzophenone and 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl. Propan-1-one, 2-hydroxy-
2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether,
Examples thereof include benzoin isopropyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, methylbenzisoformate, and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
【0030】本発明の光導波路用樹脂組成物中、前記
(A)〜(C)成分の使用割合としては、(A)成分1
00重量部に対して、(B)成分は、10〜500重量
部が好ましく、特に好ましくは20〜200重量部であ
り、(A)+(B)成分の総量100重量部に対して、
(C)成分は0〜10重量部が好ましく、特に好ましく
は0.05〜6重量部である。In the resin composition for an optical waveguide of the present invention, the ratio of the components (A) to (C) to be used is (A) component 1
The component (B) is preferably 10 to 500 parts by weight, particularly preferably 20 to 200 parts by weight, relative to 00 parts by weight, and the total amount of the components (A) + (B) is 100 parts by weight.
The component (C) is preferably 0 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.05 to 6 parts by weight.
【0031】まず、本発明において、必要な場合は、シ
ランカップリング剤、チタン系カップリング剤、可とう
性付与剤、特性改質剤等を加えることができる。これら
の材料を単独あるいは混合して主成分に加えることによ
り樹脂組成物の特性を改質することができる。First, in the present invention, if necessary, a silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, a flexibility imparting agent, a characteristic modifier, etc. can be added. The properties of the resin composition can be modified by adding these materials alone or in combination to the main component.
【0032】例えば、本発明の樹脂組成物の接着性を高
めるために加えるシランカップリング剤としては、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−β−(アミノエチル)−β−(アミノエチル)−γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸
塩、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−
アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、オクタデシルジメチル〔3−(トリメトキ
シシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−ク
ロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン、などが挙げられる。For example, as a silane coupling agent added to enhance the adhesiveness of the resin composition of the present invention, γ-
Aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ
-Aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane,
N-β- (aminoethyl) -β- (aminoethyl) -γ
-Aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinyl Benzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-
Anilinopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, vinyltriethoxy Silane, γ-methacryloxypropyltris (2-methoxyethoxy) silane, β-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and the like.
【0033】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(C)成
分及び前記のカップリング剤等を混合、溶解し、クリー
ンルーム内でのロ過をすることにより得ることができ
る。The resin composition of the present invention can be obtained by mixing and dissolving the components (A) to (C) and the above-mentioned coupling agent, etc., and filtering in a clean room.
【0034】本発明における光導波路の作製方法として
はクラッドは通常の高分子樹脂を用いる場合とコア材と
同様の紫外線硬化樹脂を用いる場合では若干異なるが、
その一例として、As a method for producing the optical waveguide in the present invention, although the clad is slightly different when an ordinary polymer resin is used and when an ultraviolet curable resin similar to the core material is used,
As an example,
【0035】(1)任意の基板に下層クラッドとなるコ
アよりも屈折率の小さな樹脂を塗布する。塗布後、加熱
乾燥などにより溶媒を除去する。ここに紫外線硬化樹脂
を用いるときは樹脂を塗布した後に紫外線により硬化す
るだけで良い。これらの硬化樹脂を用いると溶媒除去の
工程は省くことができる。
(2)この上にコアとなる本発明の樹脂を塗布し、次
に、導波路パターンを有するネガマスクを介して紫外線
を照射し硬化する。その後、この試料を有機溶剤で現像
すると、マスクパターンに従い、光照射部のみ硬化し、
導波路パターンが作製できる。
(3)その後、この上にクラッド用の高分子樹脂又は紫
外線硬化樹脂を塗布し溶媒除去又は紫外線により硬化す
る。ここで下層クラッド、並びに最後に形成するコア側
面部及び上部のクラッドは同じ屈折率であることが望ま
しく、同一の材料である方が好適である。更に、クラッ
ドに紫外線硬化樹脂を用いた場合、最上面表面が平坦化
できる。この場合、多層の光配線が可能になり、多層化
を行う場合は、上記(2)、(3)を繰り返せばよい。(1) A resin having a refractive index smaller than that of the core to be the lower clad is applied to an arbitrary substrate. After coating, the solvent is removed by heating and drying. When an ultraviolet curable resin is used here, it suffices that the resin is applied and then cured by ultraviolet rays. By using these cured resins, the step of removing the solvent can be omitted. (2) The resin of the present invention to be a core is applied onto this, and then, ultraviolet rays are applied through a negative mask having a waveguide pattern to cure the resin. After that, when this sample was developed with an organic solvent, only the light irradiation part was cured according to the mask pattern,
Waveguide patterns can be produced. (3) Thereafter, a polymer resin for clad or an ultraviolet curable resin is applied on this, and the solvent is removed or the resin is cured by ultraviolet rays. Here, it is desirable that the lower clad and the clad on the side surface of the core and the upper clad to be finally formed have the same refractive index, and the same material is more preferable. Furthermore, when an ultraviolet curable resin is used for the clad, the uppermost surface can be flattened. In this case, a multi-layered optical wiring becomes possible, and in case of multi-layering, the above (2) and (3) may be repeated.
【0036】[0036]
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
(実施例)一般式(1)中、R1=CH3、R2=H、n
≒1であるO−フェニルフェニルオキシエチルアクリレ
ート(日本化薬(株)製、KAYARAD OPP−
1)55.5g、5−エチル−2−(2−ヒドロキシ−
1,1−ジメチルエチル)−5−(ヒドロキシメチル)
−1,3−ジオキサンのジアクリレート(日本化薬
(株)製、KAYARAD R−604)44.5g及
び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(光重
合開始剤)3gから調製した樹脂組成物(a)を準備し
た。この樹脂組成物(a)の硬化後の屈折率は、波長5
89nmで1.550であった。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (Example) In the general formula (1), R 1 = CH 3 , R 2 = H, n
O-phenylphenyloxyethyl acrylate with ≈1 (KAYARAD OPP-, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
1) 55.5 g, 5-ethyl-2- (2-hydroxy-
1,1-dimethylethyl) -5- (hydroxymethyl)
A resin composition (a) prepared from 44.5 g of -1,3-dioxane diacrylate (Nippon Kayaku Co., Ltd., KAYARAD R-604) and 3 g of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (photopolymerization initiator) was used. Got ready. The refractive index of the resin composition (a) after curing is 5
It was 1.550 at 89 nm.
【0037】次に、シリコン基板上に、一般式(1)
中、R1=CH3、R2=H、n≒1であるO−フェニル
フェニルオキシエチルアクリレート(日本化薬(株)
製、KAYARAD OPP−1)26.9g、5−エ
チル−2−(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチ
ル)−5−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキサン
のジアクリレート(日本化薬(株)製、KAYARAD
R−604)73.1g及び1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン3gから調製した樹脂組成物
(b)をスピンコートにより塗布して、その全面に紫外
線を照射して、10μmの下部クラッド層を作製した。Next, on the silicon substrate, the general formula (1)
Where R 1 = CH 3 , R 2 = H, and n≈1 O-phenylphenyloxyethyl acrylate (Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Manufactured by KAYARAD OPP-1) 26.9 g, 5-ethyl-2- (2-hydroxy-1,1-dimethylethyl) -5- (hydroxymethyl) -1,3-dioxane diacrylate (Nippon Kayaku KK, KAYARAD
The resin composition (b) prepared from 73.1 g of R-604) and 3 g of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone was applied by spin coating, and the entire surface was irradiated with ultraviolet rays to form a 10 μm lower clad layer.
【0038】次に、この下部クラッド層の上に前記、樹
脂組成物(a)をスピンコートにより5μmの厚さに塗
布した。なお、下部クラッド層の硬化後の屈折率は波長
589nmで1.520であった。Next, the resin composition (a) was applied onto the lower clad layer by spin coating to a thickness of 5 μm. The refractive index of the lower clad layer after curing was 1.520 at a wavelength of 589 nm.
【0039】次に、導波路パターンを有するネガマスク
を介して紫外線を照射し、その後、この試料をγ−ブチ
ロラクトンで現像し、導波路パターンを作製した。その
後、この導波路パターンおよび下部クラッド層の上に、
前記、樹脂組成物(b)を15μmの厚さに塗布し、紫
外線を照射して硬化させ、光導波路を作製した。この操
作により、硬化後の屈折率1.520の樹脂組成物
(b)の硬化物からなる下部クラッド層と上部クラッド
層および屈折率1.550の樹脂組成物(a)の硬化物
からなるコアを有するマルチモードチャンネル導波路が
作製できた。Next, ultraviolet rays were irradiated through a negative mask having a waveguide pattern, and then this sample was developed with γ-butyrolactone to prepare a waveguide pattern. Then, on this waveguide pattern and the lower clad layer,
The above resin composition (b) was applied to a thickness of 15 μm and irradiated with ultraviolet rays to be cured to prepare an optical waveguide. By this operation, a lower clad layer and an upper clad layer made of a cured product of the resin composition (b) having a refractive index of 1.520 after curing and a core made of a cured product of the resin composition (a) having a refractive index of 1.550 A multimode channel waveguide having the
【0040】得られた光導波路を5cmの長さに切り出
し、波長633nmのHe−Neレーザー光を用いて光
導波損失を調べたら0.30dB/cmであった。The optical waveguide obtained was cut into a length of 5 cm, and the optical waveguide loss was examined by using a He-Ne laser beam having a wavelength of 633 nm. The loss was 0.30 dB / cm.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は溶媒を用
いないコア材を使用するために、溶媒による問題が解消
され、導波路形成工程が簡略化される。また平坦化も容
易であるため、多層の光配線が可能な光導波路が実現で
きる。As described above, according to the present invention, since the core material which does not use the solvent is used, the problem caused by the solvent is solved and the waveguide forming process is simplified. Further, since the flattening is easy, it is possible to realize an optical waveguide capable of multilayer optical wiring.
Claims (3)
ート化合物(A)と 【化1】 (式(1)中、R1及びR2は、それぞれ、水素原子又は
CH3であり、nの平均値は1〜5の数である。) (A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物(B)
を含有することを特徴とする光導波路用樹脂組成物。1. A (meth) acrylate compound (A) represented by the general formula (1) and: (In the formula (1), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or CH 3 , and the average value of n is a number of 1 to 5.) Containing an ethylenically unsaturated group other than the component (A) Compound (B)
A resin composition for an optical waveguide, comprising:
載の光導波路用樹脂組成物。2. The resin composition for an optical waveguide according to claim 1, which contains a photopolymerization initiator (C).
成物の硬化物。3. A cured product of the resin composition for an optical waveguide according to claim 1.
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JP2001318638A JP2003121665A (en) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | Resin composition for optical waveguide and hardened product of the same |
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WO2008105455A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Energy ray-curable resin composition for optical lens sheet and cured product thereof |
-
2001
- 2001-10-16 JP JP2001318638A patent/JP2003121665A/en active Pending
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