JP2007302581A - Bisoxetane compound, method for producing the same, and optical waveguide using the same - Google Patents

Bisoxetane compound, method for producing the same, and optical waveguide using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2007302581A
JP2007302581A JP2006130643A JP2006130643A JP2007302581A JP 2007302581 A JP2007302581 A JP 2007302581A JP 2006130643 A JP2006130643 A JP 2006130643A JP 2006130643 A JP2006130643 A JP 2006130643A JP 2007302581 A JP2007302581 A JP 2007302581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
compound
bisoxetane
optical
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006130643A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5000195B2 (en
Inventor
Takami Hikita
貴巳 疋田
Yusuke Shimizu
裕介 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2006130643A priority Critical patent/JP5000195B2/en
Publication of JP2007302581A publication Critical patent/JP2007302581A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5000195B2 publication Critical patent/JP5000195B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new oxetane compound imparting a polymer excellent in thick film forming property, curing property, heat resistance, etc., and to provide a method for producing the same and to provide an optical waveguide using the same. <P>SOLUTION: The bisoxetane compound is produced by reacting phenols with cesium salt to form a cesium phenolate and then reacting with sulfonic acid ester to obtain the bisoxetane compound represented by general formula (1). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カチオン重合が可能なオキセタン環を有する新規なビスオキセタン化合物およびその製法、ならびにそれを用いた光導波路に関するものである。詳しくは、その化合物を用いた光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂等が、耐熱性,機械特性,低吸水性,塗膜平坦性および密着性等に優れるビスオキセタン化合物およびその製法、ならびにそれを用いた、通信分野や情報処理分野等において種々の集積回路や光配線基板上に利用できる光導波路に関するものである。   The present invention relates to a novel bisoxetane compound having an oxetane ring capable of cationic polymerization, a production method thereof, and an optical waveguide using the same. Specifically, a photocurable resin and a thermosetting resin using the compound are excellent in heat resistance, mechanical properties, low water absorption, coating film flatness, adhesion, etc. The present invention relates to an optical waveguide that can be used on various integrated circuits and optical wiring boards in the field of communication and information processing.

重合性高分子化合物を用いて光導波路を作製する方法は、石英系光導波路と比較して容易であることから低価格化が可能である。また、その材料によっては柔軟性を有するため、フィルム状光導波路として様々な用途に用いることが可能となり用途の拡大が見込まれる。   A method for producing an optical waveguide using a polymerizable polymer compound is easier than a quartz-based optical waveguide, and therefore can be reduced in price. Moreover, since it has a softness | flexibility depending on the material, it can be used for various uses as a film-form optical waveguide, and the use expansion is anticipated.

このような高分子化合物を用いた光導波路の作製方法としては、光に対して応答反応を有する重合開始剤を、重合性のモノマーもしくはオリゴマー中に配合し、光照射によって上記モノマーもしくはオリゴマーと反応させ、光照射部分のみを硬化させることによりコア部分のパターニングを行う方法等があげられる。   As a method for producing an optical waveguide using such a polymer compound, a polymerization initiator having a response reaction to light is blended in a polymerizable monomer or oligomer, and reacted with the monomer or oligomer by light irradiation. And a method of patterning the core portion by curing only the light irradiated portion.

そして、上記重合性のモノマーとして、オキセタン化合物が、光開始カチオン重合または硬化が可能なモノマーであることから、近年注目されており、多くの単官能性および多官能性のオキセタン化合物が開発され、それに伴い種々のオキセタン化合物の合成法が提案されている。このオキセタン化合物は、同じ開環重合性の化合物であるエポキシ化合物と比較しても、重合が進行しやすく、重合度すなわち分子量が向上しやすいことが知られている。   As the polymerizable monomer, an oxetane compound is a monomer capable of photoinitiated cationic polymerization or curing, and has attracted attention in recent years. Many monofunctional and polyfunctional oxetane compounds have been developed, Accordingly, various methods for synthesizing oxetane compounds have been proposed. It is known that this oxetane compound is more likely to proceed and the degree of polymerization, that is, the molecular weight, is easier to improve than an epoxy compound that is the same ring-opening polymerizable compound.

このようなオキセタン化合物として、例えば、特許文献においても、下記の一般式(4)で表されるオキセタン化合物が提案されている(特許文献1参照)。   As such an oxetane compound, for example, also in patent literature, an oxetane compound represented by the following general formula (4) has been proposed (see Patent Literature 1).

Figure 2007302581
Figure 2007302581

さらに、下記の一般式(5)および一般式(6)で表されるオキセタン環を有するビフェニル誘導体も提案されている(特許文献2および3参照)。   Furthermore, biphenyl derivatives having an oxetane ring represented by the following general formula (5) and general formula (6) have also been proposed (see Patent Documents 2 and 3).

Figure 2007302581
Figure 2007302581

Figure 2007302581
Figure 2007302581

そして、上記のような化合物は、通常、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等のアルカリ金属を塩基とし、その存在下で、オキセタンスルホン酸エステルと、それに対応する二価フェノール化合物とを合成することにより得られる。また、その合成の際には、化合物の収率を高めるため、必要に応じて、四級アンモニウム塩等の相間移動触媒も用いられる。さらに、上記オキセタン化合物は、従来から、耐熱性や密着性等を高めるために塗料や接着剤等の材料に利用されているが、近年においては光導波路の形成材料として利用することも提案されている(特許文献4および5参照)。上記光導波路は、光導波路デバイス、光集積回路、光配線基板に組み込まれており、光通信、光情報処理、その他一般光学の分野で広く用いられている。
特開平6−16804号公報 特開平11−106380号公報 特開2001−31665公報 特開2000−356720公報 特開2003−147045公報
The above compounds are usually obtained by synthesizing an oxetane sulfonic acid ester and a corresponding dihydric phenol compound in the presence of an alkali metal such as sodium hydroxide or potassium hydroxide as a base. can get. In the synthesis, a phase transfer catalyst such as a quaternary ammonium salt is also used as necessary to increase the yield of the compound. Furthermore, the oxetane compound has been conventionally used for materials such as paints and adhesives in order to improve heat resistance, adhesion, etc. In recent years, it has also been proposed to use it as a material for forming optical waveguides. (See Patent Documents 4 and 5). The optical waveguide is incorporated in an optical waveguide device, an optical integrated circuit, and an optical wiring board, and is widely used in the fields of optical communication, optical information processing, and other general optics.
JP-A-6-16804 JP-A-11-106380 JP 2001-31665 A JP 2000-356720 A JP 2003-147045 A

しかしながら、これらオキセタン化合物は、そのほとんどが低粘度の液体を示すために、例えば光導波路の形成材料に用いた場合、安定して同一の形状を硬化作製することが困難であることから導波路特性が安定しない、簡便に厚膜形成ができない等の問題を有している。例えば、上記オキセタン化合物のうち、ビフェニル誘導体は、低分子量を示す化合物であるため、低粘度であり、例えば、基板上に膜形成する際には厚膜形成性に難点を有する。また、2官能性であるため硬化に時間を要するという欠点もある。さらに、これ以外のオキセタン化合物に関しても、前述のように、所望の厚膜形成性や硬化性等を得ることが難しいといった問題がある。   However, since most of these oxetane compounds exhibit a low-viscosity liquid, for example, when used as a material for forming optical waveguides, it is difficult to stably cure and produce the same shape. Is not stable, and a thick film cannot be easily formed. For example, among the oxetane compounds, the biphenyl derivative is a compound having a low molecular weight and thus has a low viscosity. For example, when forming a film on a substrate, it has a difficulty in forming a thick film. Moreover, since it is bifunctional, there also exists a fault that hardening requires time. Further, as described above, there is a problem that it is difficult to obtain desired thick film formability, curability and the like with respect to other oxetane compounds.

さらに、従来のオキセタン化合物の合成方法は、定量的にオキセタニル基の導入が進行せず、目的とするオキセタン化合物の収率が低い等の問題もある。また、未反応水酸基を有する化合物が副生成物として生じるため、目的とするオキセタン化合物を得るまでに煩雑な操作を伴うことも多い。   Furthermore, the conventional method for synthesizing an oxetane compound also has a problem that the introduction of an oxetanyl group does not proceed quantitatively and the yield of the target oxetane compound is low. In addition, since a compound having an unreacted hydroxyl group is generated as a by-product, a complicated operation is often involved before obtaining the target oxetane compound.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、厚膜形成性,硬化性,耐熱性等に優れた重合体を作製可能とする新規なビスオキセタン化合物およびその製法、ならびにそれを用いた光導波路の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, a novel bisoxetane compound capable of producing a polymer excellent in thick film forming property, curability, heat resistance, and the like, a method for producing the same, and a method using the same The purpose is to provide an optical waveguide.

上記の目的を達成するため、本発明は、下記の一般式(1)で表される、ビスオキセタン化合物を第1の要旨とする。

Figure 2007302581
In order to achieve the above object, the first gist of the present invention is a bisoxetane compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007302581

また、本発明は、上記第1の要旨のビスオキセタン化合物の製法であって、下記の一般式(2)で表されるフェノール類を、セシウム塩によりセシウムフェノラート化し、ついで、下記の一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルと反応させるビスオキセタン化合物の製法を第2の要旨とする。

Figure 2007302581
Figure 2007302581
Further, the present invention is a process for producing a bisoxetane compound according to the first aspect, wherein a phenol represented by the following general formula (2) is converted to cesium phenolate with a cesium salt, and then the following general formula: A method for producing a bisoxetane compound that is reacted with a sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane represented by (3) is a second gist.
Figure 2007302581
Figure 2007302581

さらに、本発明は、基板と、その基板上に形成されたクラッド層とを備え、上記クラッド層中に所定パターンで、光信号を伝搬するコア部が形成されてなる光導波路であって、上記クラッド層およびコア部の少なくとも一方が、上記第1の要旨のビスオキセタン化合物を含有する樹脂組成物によって形成されている光導波路を第3の要旨とする。   Furthermore, the present invention is an optical waveguide comprising a substrate and a clad layer formed on the substrate, wherein a core portion that propagates an optical signal in a predetermined pattern is formed in the clad layer, An optical waveguide in which at least one of the cladding layer and the core part is formed of the resin composition containing the bisoxetane compound of the first aspect is a third aspect.

本発明者らは、耐熱性,機械特性等に優れ、塗料,コーティング材料,接着剤,レンズ,光導波路等の材料として有効に利用することができる重合物を作製可能とするオキセタン化合物を求め、鋭意検討を重ねた。そして、特殊な構造を有する様々な化合物を合成し、実験を重ねた結果、上記一般式(1)で表される新規なオキセタン化合物を用いると、上記のような所期の目的が達成されることを突き止め、本発明に到達した。すなわち、上記新規な化合物の有するオキセタン環により、速硬化性を有し、かつ硬化物が高密度なネットワーク構造を形成することから優れた耐熱性等を有することとなる。また、上記新規な化合物は、既存の化合物のように低分子量ではなく、ある程度高い分子量を有することから、高粘度となり、厚膜形成する際に有利となり、特に光導波路(クラッド層やコア部)の形成材料に用いたときに、安定して同一の形状に硬化作製しやすくなるため導波路特性が安定する等の作用効果が得られることとなる。一方、本発明者らは、上記新規な化合物を高収率で合成することが可能な合成方法に関しても研究を重ねた。その結果、上記一般式(2)で表されるフェノール類と、上記一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルとを、特に、塩基としてセシウム塩を用い、所定の条件で反応させた結果、目的とする上記新規な化合物を高収率で合成することができるようになることも突き止めた。   The inventors of the present invention seek an oxetane compound that is excellent in heat resistance, mechanical properties, etc., and that can produce a polymer that can be effectively used as a material for paints, coating materials, adhesives, lenses, optical waveguides, etc. We studied earnestly. As a result of synthesizing various compounds having a special structure and repeating experiments, when the novel oxetane compound represented by the general formula (1) is used, the intended purpose as described above is achieved. As a result, the present invention has been reached. That is, the oxetane ring of the novel compound has fast curability and the cured product forms a high-density network structure, and thus has excellent heat resistance and the like. In addition, the above-mentioned novel compounds are not low molecular weight like existing compounds, but have high molecular weights to some extent, so that they have high viscosity and are advantageous when forming thick films, especially optical waveguides (cladding layers and core parts). When it is used as a forming material, it becomes easy to cure and form the same shape in a stable manner, so that the effects such as stabilization of the waveguide characteristics can be obtained. On the other hand, the present inventors have also conducted research on a synthesis method capable of synthesizing the novel compound with high yield. As a result, the phenol represented by the general formula (2) and the sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane represented by the general formula (3), in particular, a cesium salt as a base. As a result of using and reacting under predetermined conditions, it was also found that the target novel compound can be synthesized in high yield.

このように、本発明は、上記一般式(1)で表される、ビスオキセタン化合物に係るものである。この化合物は、既存の化合物のような低分子量ではなく、ある程度の高い分子量を有することから高粘度となり、容易に厚膜形成が可能となる。また、その分子中のオキセタン環により、光または熱によって迅速に硬化するという性質を有する。したがって、本発明のビスオキセタン化合物を用いた光硬化性樹脂組成物や熱硬化性樹脂組成物は、硬化性,耐熱性,靱性および機械特性に優れ、また低吸水性,塗膜平坦性および密着性も高く、さらにその反応性の高さにより重合開始剤の使用を低減させることができることから、透明性も高く、例えば、塗料,コート材,接着剤,光学レンズ,光導波路等の形成材料として有用である。   Thus, the present invention relates to a bisoxetane compound represented by the general formula (1). This compound does not have a low molecular weight like existing compounds but has a high molecular weight to some extent, so that it has a high viscosity and can easily form a thick film. In addition, the oxetane ring in the molecule has the property of being rapidly cured by light or heat. Therefore, the photocurable resin composition and thermosetting resin composition using the bisoxetane compound of the present invention are excellent in curability, heat resistance, toughness and mechanical properties, and have low water absorption, coating flatness and adhesion. Since the use of a polymerization initiator can be reduced due to its high reactivity and high reactivity, it is also highly transparent, for example, as a forming material for paints, coating materials, adhesives, optical lenses, optical waveguides, etc. Useful.

そして、上記ビスオキセタン化合物を合成する際に、特定のオキセタンスルホン酸エステルと、特定のフェノール類とを、塩基としてセシウム塩を用い、所定の条件で反応させることにより、上記化合物を、煩雑な操作を伴うことなく、高収率で合成することができる。   Then, when synthesizing the bisoxetane compound, the specific oxetane sulfonic acid ester and the specific phenol are reacted with each other under a predetermined condition using a cesium salt as a base. Can be synthesized in a high yield without accompanying.

さらに、光導波路におけるクラッド層およびコア部の少なくとも一方が、上記一般式(1)で表されるビスオキセタン化合物を含有する樹脂組成物によって形成されているときには、安定して同一の形状に硬化作製しやすく、安定した導波路特性等を得ることができる。   Further, when at least one of the cladding layer and the core portion in the optical waveguide is formed of the resin composition containing the bisoxetane compound represented by the general formula (1), the cured product is stably cured in the same shape. And stable waveguide characteristics can be obtained.

つぎに、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

本発明のビスオキセタン化合物は、下記の一般式(1)で表される化合物であり、1分子中に2個のオキセタン環を有する構造を備えている。なお、一般式(1)において、R1 〜R6 は、下記に示すように、それぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、例えば、好ましくは水素原子があげられる。また、一般式(1)において、R7 は、水素原子または炭素数1〜7のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などがあげられるが、好ましくは、メチル基、エチル基である。 The bisoxetane compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (1), and has a structure having two oxetane rings in one molecule. In the general formula (1), R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, for example, preferably a hydrogen atom, as shown below. In the general formula (1), R 7 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Group, an ethyl group.

Figure 2007302581
Figure 2007302581

上記一般式(1)で表されるビスオキセタン化合物は、下記の一般式(2)で表されるフェノール類と、下記の一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルと、塩基とを合成原料とし、これらを反応させることにより製造することができる。   The bisoxetane compound represented by the general formula (1) includes a phenol represented by the following general formula (2) and a 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane represented by the following general formula (3). It can manufacture by making these sulfonic acid ester and a base into a synthetic raw material, and making these react.

Figure 2007302581
Figure 2007302581

Figure 2007302581
Figure 2007302581

ここで、上記塩基としては、従来公知のアルカリ金属(水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等)を用いてもよいが、本発明では、特に、上記塩基としてセシウム塩を用いたときに、上記ビスオキセタン化合物を、煩雑な操作を伴うことなく高収率で合成することができるようになるため、好ましい。この場合、各原料の合成は、例えば、(i) フェノール類を、セシウム塩によりセシウムフェノラート化し、ついで、オキセタンスルホン酸エステルと反応させたり、(ii)オキセタンスルホン酸エステルとフェノール類とを、セシウム塩存在下で反応させたりすることにより行う。好ましくは、上記(i) の手順に従って行う。そして、上記合成は、通常、有機溶媒(反応溶媒)中で行われ、反応終了後、その反応液中に水等を加え、水相と有機相とにし、その有機相からの抽出により、目的とする、ビスオキセタン化合物を得ることができる。   Here, as the base, a conventionally known alkali metal (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) may be used. In the present invention, the bisoxetane is particularly used when a cesium salt is used as the base. Since the compound can be synthesized in a high yield without complicated operations, it is preferable. In this case, for example, synthesis of each raw material is performed by, for example, (i) converting phenols to cesium phenolate with a cesium salt and then reacting with oxetane sulfonate, or (ii) oxetane sulfonate and phenol. The reaction is carried out in the presence of a cesium salt. Preferably, it is carried out according to the procedure (i) above. The above synthesis is usually carried out in an organic solvent (reaction solvent), and after the reaction is completed, water or the like is added to the reaction solution to form an aqueous phase and an organic phase, and extraction from the organic phase is performed for the purpose. A bisoxetane compound can be obtained.

上記セシウム塩としては、例えば、炭酸セシウム、水酸化セシウム、フッ化セシウム、蟻酸セシウム等があげられる。なかでも、目的とするビスオキセタン化合物を、より高収率で得ることができる点から、炭酸セシウムが好ましく用いられる。   Examples of the cesium salt include cesium carbonate, cesium hydroxide, cesium fluoride, cesium formate, and the like. Among these, cesium carbonate is preferably used because the target bisoxetane compound can be obtained in a higher yield.

そして、上記セシウム塩の使用量は、上記一般式(2)で表されるフェノール類のフェノール性水酸基1モルに対して0.8〜2.0モルに設定することが好ましく、より好ましくは1.0〜1.5モルの範囲である。   And it is preferable to set the usage-amount of the said cesium salt to 0.8-2.0 mol with respect to 1 mol of phenolic hydroxyl groups of the phenols represented by the said General formula (2), More preferably, 1 The range is from 0.0 to 1.5 mol.

上記一般式(2)で表されるフェノール類としては、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェノキシ)トルエン、1,4−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェノキシ)トルエン、1,3−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−p−キシレン、1,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−p−キシレン等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。   Examples of the phenols represented by the general formula (2) include 1,3-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, 1,4-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, and 1,3-bis (3-methyl). -4-hydroxyphenoxy) benzene, 1,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenoxy) toluene, 1,4-bis (3-methyl-4-hydroxyphenoxy) benzene, 1,4-bis (3- Methyl-4-hydroxyphenoxy) toluene, 1,3-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenoxy) -p-xylene, 1,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenoxy) -p -Xylene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

そして、上記フェノール類とともに用いられる、前記一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルの具体例としては、2−(3−オキセタニル)プロピルメシレート、2−(3−オキセタニル)プロピルフェニルスルホニレート、2−(3−オキセタニル)プロピルトシレート、2−(3−オキセタニル)ブチルメシレート、2−(3−オキセタニル)ブチルトシレート等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。   Specific examples of the sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane represented by the general formula (3) used together with the phenols include 2- (3-oxetanyl) propyl mesylate, 2 Examples include-(3-oxetanyl) propylphenylsulfonylate, 2- (3-oxetanyl) propyl tosylate, 2- (3-oxetanyl) butyl mesylate, 2- (3-oxetanyl) butyl tosylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

なお、上記一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルは、例えば、オーガニックシンセシス vol.1〔Organic Synthesis ,Collective vol.1,pp.145(1941)〕に記載の方法に準じて合成することができる。   The sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane represented by the general formula (3) is, for example, organic synthesis vol. 1 [Organic Synthesis, Collective vol. 1, pp. 145 (1941)]. It can be synthesized according to the method described in 1.

さらに、上記一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルの使用量は、上記一般式(2)で表されるフェノール類のフェノール性水酸基1モルに対して1.5〜2.0モルに設定することが好ましく、より好ましくは1.0〜1.5モルの範囲である。   Furthermore, the usage-amount of the sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyl oxetane represented by the said General formula (3) is 1 mol of phenolic hydroxyl groups of the phenol represented by the said General formula (2). Is preferably set to 1.5 to 2.0 mol, and more preferably in the range of 1.0 to 1.5 mol.

そして、本発明のビスオキセタン化合物の製造時において、その合成の際の反応温度は、0〜120℃に設定することが好ましく、より好ましくは60〜100℃の範囲である。また、セシウム塩により予めフェノール類をセシウムフェノラート化する場合、そのセシウムフェノラート化の際の反応温度は、0〜120℃に設定することが好ましく、より好ましくは40〜100℃の範囲である。そして、これら反応の際の圧力は、特に限定するものではなく、常圧、加圧、減圧のいずれでもよい。また、反応雰囲気は、窒素雰囲気でも空気雰囲気でもよく、特に制限されない。   And at the time of manufacture of the bisoxetane compound of this invention, it is preferable to set the reaction temperature in the case of the synthesis | combination to 0-120 degreeC, More preferably, it is the range of 60-100 degreeC. Moreover, when phenols are cesium phenolated in advance with a cesium salt, the reaction temperature in the cesium phenolate is preferably set to 0 to 120 ° C, more preferably in the range of 40 to 100 ° C. . And the pressure in these reactions is not specifically limited, Any of a normal pressure, pressurization, and pressure reduction may be sufficient. The reaction atmosphere may be a nitrogen atmosphere or an air atmosphere, and is not particularly limited.

なお、本発明のビスオキセタン化合物を合成する際に、必要に応じて、ナトリウム,カリウム等のアルカリ金属、水素化リチウム,水素化ナトリウム等のアルカリ金属水素化物、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩等を、合成原料として適宜に加えても良い。   In addition, when synthesizing the bisoxetane compound of the present invention, an alkali metal such as sodium or potassium, an alkali metal hydride such as lithium hydride or sodium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. You may add alkali metal carbonates, such as an alkali metal hydroxide and sodium carbonate, as a raw material for synthesis suitably.

また、必要に応じて、水相−有機相間の相間移動触媒として、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩等を加えてもよい。上記四級アンモニウム塩としては、特に限定されるものではなく、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB),テトラエチルアンモニウムブロミド等のテトラアルキルアンモニウムハライドや、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等のアラルキルトリアルキルアンモニウムハライド等があげられる。また、上記四級ホスホニウム塩も、特に限定されるものではなく、例えば、テトラフェニルホスホニウムブロミド等のテトラアリールホスホニウムハライド等があげられる。   Moreover, you may add a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, etc. as a phase transfer catalyst between an aqueous phase and an organic phase as needed. The quaternary ammonium salt is not particularly limited, and examples thereof include tetraalkylammonium halides such as tetrabutylammonium bromide (TBAB) and tetraethylammonium bromide, and aralkyltrialkylammonium halides such as benzyltrimethylammonium chloride. can give. The quaternary phosphonium salt is not particularly limited, and examples thereof include tetraarylphosphonium halides such as tetraphenylphosphonium bromide.

さらに、本発明のビスオキセタン化合物を製造する際には、前述のように、通常、反応溶媒が用いられる。この反応溶媒は、特に限定はないが、例えば、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン等)、エーテル(テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル等)、非プロトン性極性溶媒(N−メチルピロリドン、N−メチル−2−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等)等が好適に用いられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。   Furthermore, when manufacturing the bisoxetane compound of this invention, a reaction solvent is normally used as mentioned above. The reaction solvent is not particularly limited. For example, aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), ethers (tetrahydrofuran, dibutyl ether, etc.), aprotic polar solvents (N-methylpyrrolidone, N-methyl-2- Pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.) are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの各原料により合成し得られたビスオキセタン化合物は、前述のように、通常、その反応液中に水や酢酸エチルを加え、水相と有機相とに分液し、その有機相を抽出したものを、無水硫酸マグネシウム等で乾燥することにより、回収することができる。   As described above, bisoxetane compounds synthesized from these raw materials are usually separated into an aqueous phase and an organic phase by adding water and ethyl acetate to the reaction solution, and the organic phase is extracted. The dried product can be recovered by drying with anhydrous magnesium sulfate or the like.

そして、このようにして得られる本発明のビスオキセタン化合物は、塗料,コーティング材料,接着剤,レンズ,光導波路等を構成する光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の材料として、有効に利用することができる。   The bisoxetane compound of the present invention thus obtained can be effectively used as a material for a photocurable resin and a thermosetting resin constituting paints, coating materials, adhesives, lenses, optical waveguides and the like. Can do.

なかでも、光導波路、詳しくは、図1に示すように、基板1と、その基板1上に形成されたクラッド層2とを備え、上記クラッド層2中に所定パターンで、光信号を伝搬するコア部3が形成されてなる光導波路において、上記クラッド層2およびコア部3の少なくとも一方を、上記ビスオキセタン化合物を含有する樹脂組成物によって形成するときに、上記化合物が高分子量であることから、高粘度となり、厚膜形成する際に有利となる。さらに、安定して同一の形状に硬化作製しやすく導波路特性が安定する等の作用効果も得られる。なお、上記クラッド層2は、コア部3よりも屈折率を小さくすることが必要である。   Among them, an optical waveguide, specifically, as shown in FIG. 1, includes a substrate 1 and a cladding layer 2 formed on the substrate 1, and propagates an optical signal in a predetermined pattern in the cladding layer 2. In the optical waveguide in which the core portion 3 is formed, when at least one of the cladding layer 2 and the core portion 3 is formed of a resin composition containing the bisoxetane compound, the compound has a high molecular weight. The viscosity becomes high, which is advantageous when forming a thick film. In addition, it is possible to obtain an effect such as that the waveguide characteristics can be stably stabilized by being easily cured in the same shape. The clad layer 2 needs to have a refractive index smaller than that of the core portion 3.

また、上記クラッド層2およびコア部3の少なくとも一方が、本発明のビスオキセタン化合物とともに、エポキシ基またはビニルエーテル基を有する化合物とを含有する樹脂組成物によって形成されている場合、耐熱性や耐湿性に優れた硬化物を得ることができ、また、露光感度の向上も図られるため、好ましい。ここで、上記エポキシ基を有する化合物としては、本発明の式(1)で表される化合物と相溶性を示すものであればいずれも使用できる。具体的には、エポキシ基を1個有するエポキシ化合物としては、フェニルグリシジルエーテル及びブチルグリシジルエーテル等があり、エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンテトラグリシジルエーテル、脂環式エポキシ基を有する化合物として3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサンの付加物等が好ましく用いられる。また、上記ビニルエーテル基を有する化合物としては、本発明の式(1)で表される化合物と相溶性を示すものであればいずれも使用できる。具体的には、ビニルエーテル基を1個有する化合物としては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル等があげられる。ビニルエーテル基を2個以上有する化合物としては、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル及びノボラック型ジビニルエーテル等が好ましく用いられる。そして、これら化合物は、単独であるいは二種以上併せて用いられる。   Further, when at least one of the clad layer 2 and the core part 3 is formed of a resin composition containing a compound having an epoxy group or a vinyl ether group together with the bisoxetane compound of the present invention, heat resistance and moisture resistance It is preferable because a cured product having excellent resistance can be obtained and the exposure sensitivity can be improved. Here, as the compound having an epoxy group, any compound can be used as long as it is compatible with the compound represented by the formula (1) of the present invention. Specifically, examples of the epoxy compound having one epoxy group include phenyl glycidyl ether and butyl glycidyl ether, and examples of the epoxy compound having two or more epoxy groups include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenoxyethanol full orange glycidyl. Ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, bisphenolfluorene tetraglycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexenecarboxylate, 2,2-bis ( An adduct of 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane with hydroxymethyl) -1-butanol is preferably used. Any compound having a vinyl ether group may be used as long as it is compatible with the compound represented by the formula (1) of the present invention. Specifically, examples of the compound having one vinyl ether group include hydroxyethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether and the like. As the compound having two or more vinyl ether groups, cyclohexane dimethanol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, novolak type divinyl ether and the like are preferably used. And these compounds are used individually or in combination of 2 or more types.

そして、上記光導波路は、例えば、図2(a)〜(f)に示すような工程を経由することにより製造することができる。すなわち、図2(a)に示すように、まず基板1を準備し、図2(b)に示すように、その基板1面にアンダークラッド層2a(クラッド層2の下方部分)を形成する。ついで、図2(c)に示すように、上記アンダークラッド層2a上にコア部3形成用の樹脂組成物からなる層3’を形成する。そして、図2(d)に示すように、この樹脂組成物層3’面上に、所定パターン(光導波路パターン)を露光させるためのフォトマスク9を配設し、このフォトマスク9を介して紫外線を照射し、さらに加熱処理を行う。その後、上記樹脂組成物層3’の未露光部分を現像液を用いて溶解除去し、図2(e)に示すようにコア部3を形成する。そして、図2(f)に示すように、上記コア部3上にオーバークラッド層2b(クラッド層2の上方部分)を形成する。これにより、目的とする光導波路を得ることができる。   And the said optical waveguide can be manufactured by passing through a process as shown to Fig.2 (a)-(f), for example. That is, as shown in FIG. 2A, first, a substrate 1 is prepared, and as shown in FIG. 2B, an under cladding layer 2a (a lower portion of the cladding layer 2) is formed on the surface of the substrate 1. Next, as shown in FIG. 2 (c), a layer 3 'made of a resin composition for forming the core portion 3 is formed on the under cladding layer 2a. Then, as shown in FIG. 2 (d), a photomask 9 for exposing a predetermined pattern (optical waveguide pattern) is disposed on the surface of the resin composition layer 3 ′. Irradiate ultraviolet rays, and further heat treatment. Thereafter, the unexposed portion of the resin composition layer 3 ′ is dissolved and removed using a developer to form the core portion 3 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 2 (f), an over clad layer 2 b (an upper part of the clad layer 2) is formed on the core portion 3. Thereby, the target optical waveguide can be obtained.

なお、上記基板1上の各層は、スピンコート、コーター等の従来公知の方法で形成することができる。また、上記光導波路は、このようにして作製した後、基板1を剥離除去することにより、フィルム状光導波路とすることも可能である。このような構成にした場合、可撓性に優れるようになる。   Each layer on the substrate 1 can be formed by a conventionally known method such as spin coating or coater. In addition, the optical waveguide can be formed into a film-shaped optical waveguide by peeling off the substrate 1 after being manufactured in this way. In such a configuration, the flexibility becomes excellent.

また、上記基板1材料としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、石英ガラス板、シリコンウエハ、セラミック基板、ガラスエポキシ樹脂基板や、ポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の樹脂フィルム、銅箔やステンレス箔等の金属箔等、膜厚の薄い柔軟性に富む材料があげられる。その厚みも、適宜に設定されるが、通常、10μm〜5mmの範囲に設定される。   Further, the material of the substrate 1 is not particularly limited and is a conventionally known material such as a quartz glass plate, a silicon wafer, a ceramic substrate, a glass epoxy resin substrate, a resin such as a polyimide film or a polyethylene terephthalate (PET) film. Examples thereof include thin and flexible materials such as films, metal foils such as copper foil and stainless steel foil. Although the thickness is also set appropriately, it is usually set in the range of 10 μm to 5 mm.

このようにして得られた光導波路は、例えば、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Y分岐光導波路、スラブ光導波路、マッハツェンダー型光導波路、AWG型光導波路、グレーティング、光導波路レンズ等として用いることができる。また、これら光導波路を用いた光素子としては、波長フィルタ,光スイッチ,光分岐器,光合波器,光合分波器,光アンプ,波長変換器,波長分割器,光スプリッタ,方向性結合器、さらにはレーザダイオードやフォトダイオードをハイブリッド集積した、光伝送モジュール等があげられる。   The optical waveguide thus obtained is, for example, a straight optical waveguide, a curved optical waveguide, a crossed optical waveguide, a Y-branch optical waveguide, a slab optical waveguide, a Mach-Zehnder optical waveguide, an AWG optical waveguide, a grating, or an optical waveguide lens. Etc. can be used. Optical devices using these optical waveguides include wavelength filters, optical switches, optical splitters, optical multiplexers, optical multiplexers / demultiplexers, optical amplifiers, wavelength converters, wavelength dividers, optical splitters, directional couplers. Furthermore, an optical transmission module in which laser diodes and photodiodes are integrated in a hybrid manner can be used.

つぎに、実施例について説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be described. However, the present invention is not limited to these examples.

まず、実施例に先立ち、3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルである、2−(3−オキセタニル)ブチルトシレートを、以下のようにして合成した。   First, prior to Examples, 2- (3-oxetanyl) butyl tosylate, which is a sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane, was synthesized as follows.

〔2−(3−オキセタニル)ブチルトシレートの合成〕
温度計、冷却器、攪拌装置及び滴下漏斗を備えた2000mlの三つ口ナスフラスコに、p−トルエンスルホン酸クロライド190.65g(1.0mol)、テトラメチルアンモニウムブロミド32.24g(0.1mol)及びトルエン400mlを加え、氷浴中で攪拌しながら5℃まで冷却した。これに3−エチル−ヒドロキシメチルオキセタン116.16g(1.0mmol)を加えた後、35重量%水酸化ナトリウム水溶液130mlを滴下漏斗により30分間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま同温で上記フラスコを1時間攪拌した後、さらに室温で16時間攪拌した。反応終了後、上記フラスコ内に水800mlを加えて激しく攪拌し、その後、放置して、水相と有機相に分離した。この有機相を水400mlでさらに洗浄し、無水硫酸マグネシウムで一晩乾燥した。その後、硫酸マグネシウムを濾別し、濾液を濃縮した。このようにして得られた粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル)により分離精製し、目的物である無色液体、すなわち、2−(3−オキセタニル)ブチルトシレートを243.3g(収率90%)得た。
[Synthesis of 2- (3-oxetanyl) butyl tosylate]
In a 2000 ml three-necked eggplant flask equipped with a thermometer, a condenser, a stirring device and a dropping funnel, 190.65 g (1.0 mol) of p-toluenesulfonic acid chloride and 32.24 g (0.1 mol) of tetramethylammonium bromide And 400 ml of toluene was added, and it cooled to 5 degreeC, stirring in an ice bath. After adding 116.16 g (1.0 mmol) of 3-ethyl-hydroxymethyloxetane to this, 130 ml of 35 wt% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 30 minutes with the dropping funnel. After completion of the dropwise addition, the flask was stirred for 1 hour at the same temperature, and further stirred at room temperature for 16 hours. After completion of the reaction, 800 ml of water was added to the flask and stirred vigorously, and then left to separate into an aqueous phase and an organic phase. This organic phase was further washed with 400 ml of water and dried over anhydrous magnesium sulfate overnight. Thereafter, magnesium sulfate was filtered off and the filtrate was concentrated. The crude product thus obtained was separated and purified by silica gel column chromatography (eluent: hexane / ethyl acetate), and the target colorless liquid, ie, 2- (3-oxetanyl) butyl tosylate was obtained. 243.3 g (yield 90%) was obtained.

温度計、冷却管及び攪拌装置を備えた200mlの三つ口フラスコに、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン1.03g(3.5mmol)と、N−メチル−2−ピロリドン8mlとを入れ、窒素雰囲気下80℃に加熱しながら完全に溶けるまで攪拌した。溶解後、炭酸セシウム2.74g(8.41mmol)を加え、さらに窒素雰囲気下80℃で30分間攪拌した。そこに、先に合成した2−(3−オキセタニル)ブチルトシレート2.08g(7.69mmol)を加え、窒素雰囲気下80℃で20時間攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却したのち、酢酸エチル40mlと蒸留水20mlを加え、有機相と水相に分離した。そして、上記有機相をさらに水と飽和食塩水にて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで一晩、乾燥させた。ついで、硫酸マグネシウムを濾別した後、溶媒留去し、反応粗生成物を得た。   In a 200 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a stirrer, 1.03 g (3.5 mmol) of 1,3-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, 8 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, And stirred until completely dissolved while heating to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. After dissolution, 2.74 g (8.41 mmol) of cesium carbonate was added, and the mixture was further stirred at 80 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereto was added 2.08 g (7.69 mmol) of 2- (3-oxetanyl) butyl tosylate synthesized earlier, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 20 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature (25 ° C.), and then 40 ml of ethyl acetate and 20 ml of distilled water were added to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was further washed with water and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate overnight. Then, after magnesium sulfate was filtered off, the solvent was distilled off to obtain a reaction crude product.

このようにして得られた粗生成物は、薄層クロマトグラフィーで分析したところ、1つのスポットのみ確認された。また、この粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:n−ヘキサン/アセトン)にて精製することにより、白色固体1.71g(収率99%)を得た。この固体(化合物)の純度を液体クロマトグラフィーにより調べたところ、99%以上の純度であった。   The crude product thus obtained was analyzed by thin layer chromatography, and only one spot was confirmed. The crude product was purified by silica gel chromatography (eluent: n-hexane / acetone) to obtain 1.71 g (yield 99%) of a white solid. When the purity of the solid (compound) was examined by liquid chromatography, it was 99% or more.

そして、このようにして得られた化合物は、 1H−NMRおよび13C−NMR(ともに日本電子社製)を用いて分析し得られた以下の結果より、下記の構造式(7)で表される1,3−ビス〔4−[ 2−(3−オキセタニル)] ブトキシフェノキシ〕ベンゼンであることが確認された。 The compound thus obtained is represented by the following structural formula (7) from the following results obtained by analysis using 1 H-NMR and 13 C-NMR (both manufactured by JEOL Ltd.). 1,3-bis [4- [2- (3-oxetanyl)] butoxyphenoxy] benzene.

1H−NMR(CDCl3 、400MHz):δ(ppm);0.89(t、J=7.6Hz、6H、CH3 )、1.78(q、J=7.6Hz、4H、CH2 )、4.07(s、4H、CH2 )、4.33(d、J=5.6Hz、4H、CH2 )、4.44(d、J=6.0Hz、4H、CH2 )、6.47(t、J=2.4Hz、1H、Ar)、6.59(dd、J=2.4Hz、J=8.0Hz、2H、Ar)、7.02(s、8H、Ar)、7.27(t、J=8.0Hz、1H、Ar)
13C−NMR(DMSO−d6 、100MHz):δ(ppm);7.99、26.18、42.46、70.58、76.54、76.60、76.70、106.27、111.05、115.84、120.88、130.72、149.05、155.34、159.31
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): δ (ppm); 0.89 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH 3 ), 1.78 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH 2 ), 4.07 (s, 4H, CH 2 ), 4.33 (d, J = 5.6 Hz, 4H, CH 2 ), 4.44 (d, J = 6.0 Hz, 4H, CH 2 ), 6.47 (t, J = 2.4 Hz, 1H, Ar), 6.59 (dd, J = 2.4 Hz, J = 8.0 Hz, 2H, Ar), 7.02 (s, 8H, Ar) 7.27 (t, J = 8.0 Hz, 1H, Ar)
13 C-NMR (DMSO-d 6 , 100 MHz): δ (ppm); 7.9, 26.18, 42.46, 70.58, 76.54, 76.60, 76.70, 106.27, 111.05, 115.84, 120.88, 130.72, 149.05, 155.34, 159.31

Figure 2007302581
Figure 2007302581

以下のようにして、アンダークラッド層,コア部およびオーバークラッド層を形成し、光導波路を作製した(図1参照)。そして、その光導波路に対する評価を、以下のようにして行った。   An under cladding layer, a core portion, and an over cladding layer were formed as follows, and an optical waveguide was manufactured (see FIG. 1). And the evaluation with respect to the optical waveguide was performed as follows.

〔アンダークラッド層の形成〕
まず、実施例1で得られた1,3−ビス〔4−[ 2−(3−オキセタニル)] ブトキシフェノキシ〕ベンゼン70重量部(以下「部」と略す)と、脂環式エポキシである3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(ダイセル化学工業社製、セロキサイド2021P)30部と、4,4−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの50%プロピオンカーバイド溶液1部とを、シクロヘキサノンに溶解し、クラッド層形成用の重合性組成物Aを調製した。つぎに、ガラス基板(5cm×5cm×厚み2mm)を準備し、その表面に、上記重合性組成物Aをスピンコート法により塗布し、100℃で5分乾燥させた。そして、2000mJ/cm2 の照射量にて全面に紫外線を照射し、引き続き100℃にて30分加熱処理することにより、アンダークラッド層を形成した(図2(b)参照)。このアンダークラッド層の厚みを接触式膜厚計にて測定したところ、30μmであった。また、上記アンダークラッドの屈折率は波長633nmにおいて1.535であった。
[Formation of underclad layer]
First, 70 parts by weight of 1,3-bis [4- [2- (3-oxetanyl)] butoxyphenoxy] benzene (hereinafter abbreviated as “parts”) obtained in Example 1 and alicyclic epoxy 3 , 4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexene carboxylate (Daicel Chemical Industries, Celoxide 2021P) and 4,4-bis [di (β-hydroxyethoxy) phenylsulfinio] 1 part of a 50% propion carbide solution of phenyl sulfide-bis-hexafluoroantimonate was dissolved in cyclohexanone to prepare a polymerizable composition A for forming a clad layer. Next, a glass substrate (5 cm × 5 cm × 2 mm in thickness) was prepared, and the polymerizable composition A was applied to the surface by a spin coating method and dried at 100 ° C. for 5 minutes. Then, the entire surface was irradiated with ultraviolet rays at a dose of 2000 mJ / cm 2 , and subsequently heat-treated at 100 ° C. for 30 minutes to form an under cladding layer (see FIG. 2B). It was 30 micrometers when the thickness of this under clad layer was measured with the contact-type film thickness meter. The refractive index of the underclad was 1.535 at a wavelength of 633 nm.

〔コア部の形成〕
つぎに、実施例1で得られた1,3−ビス〔4−[ 2−(3−オキセタニル)] ブトキシフェノキシ〕ベンゼン90部と、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル(エポキシ当量320)10部と、4,4−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの50%プロピオンカーバイド溶液1部とを、シクロヘキサノンに溶解し、コア部形成用の重合性組成物Bを調製した。そして、スピンコート法により、上記重合性組成物Bを前記アンダークラッド層上に塗布した(図2(c)参照)。そして、この塗布層を、150℃で20分乾燥させ、さらにその上に、50μm幅の直線光導波路パターンが描画された合成石英系のクロムマスク(フォトマスク)9を配設し(図2(d)参照)、このクロムマスク9を介してコンタクト露光法にて2000mJ/cm2 の照射量の紫外線を照射し、さらに、150℃にて30分間加熱処理を行った。その後、未照射部を除去するため、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像を行い、さらに150℃で30分加熱することにより、コアパターンを形成した(図2(e)参照)。側長顕微鏡によりコア形状を測定したところ、幅50μm、高さ50μmの方形の断面形状を有するコアパターンとなっていた。また、このようにして形成されたコア部の屈折率は、波長633nmにおいて1.560であった。
[Formation of core part]
Next, 90 parts of 1,3-bis [4- [2- (3-oxetanyl)] butoxyphenoxy] benzene obtained in Example 1, 10 parts of bisphenoxyethanol fluorenediglycidyl ether (epoxy equivalent 320), 1,4-bis [di (β-hydroxyethoxy) phenylsulfinio] phenyl sulfide-bis-hexafluoroantimonate in 1 part of 50% propion carbide solution is dissolved in cyclohexanone to form a polymer for core formation. Composition B was prepared. And the said polymeric composition B was apply | coated on the said under clad layer by the spin coat method (refer FIG.2 (c)). The coated layer is dried at 150 ° C. for 20 minutes, and a synthetic quartz-based chromium mask (photomask) 9 on which a 50 μm-wide linear optical waveguide pattern is drawn is disposed thereon (FIG. 2 ( d)), an ultraviolet ray with an irradiation amount of 2000 mJ / cm 2 was irradiated through the chrome mask 9 by a contact exposure method, and a heat treatment was performed at 150 ° C. for 30 minutes. Then, in order to remove an unirradiated part, development was performed using a γ-butyrolactone aqueous solution, and the core pattern was formed by further heating at 150 ° C. for 30 minutes (see FIG. 2E). When the core shape was measured with a side-length microscope, the core pattern had a square cross-sectional shape with a width of 50 μm and a height of 50 μm. Further, the refractive index of the core portion formed in this manner was 1.560 at a wavelength of 633 nm.

〔オーバークラッド層の形成〕
アンダークラッド層形成時に調製した重合性組成物Aと同じものを、上記コア部およびアンダークラッド層上にスピンコート法により塗布した。つぎに、100℃で5分乾燥させ、2000mJ/cm2 の照射量にて全面に紫外線を照射し、引き続き150℃にて60分加熱処理することにより、オーバークラッド層を形成した(図2(f)参照)。このようにして、比屈折率Δ=1.6%の光導波路を作製した。
[Formation of overclad layer]
The same composition as the polymerizable composition A prepared at the time of forming the underclad layer was applied onto the core part and the underclad layer by a spin coating method. Next, it was dried at 100 ° C. for 5 minutes, irradiated with ultraviolet rays at an irradiation amount of 2000 mJ / cm 2 , and subsequently heat-treated at 150 ° C. for 60 minutes to form an overcladding layer (FIG. 2 ( f)). In this way, an optical waveguide having a relative refractive index Δ = 1.6% was produced.

〔評価〕
上記光導波路を、ダイシング装置(ディスコ社製モデル522)を用いて10cmの長さに切り出し、端面処理を行った。そして、光導波路の断面形状を測長顕微鏡により観察したところ、アンダークラッド層の厚みが30μm、コア部が50μm×50μm、オーバークラッド層の厚みが70μmの埋め込み型マルチモード光導波路となっていることを確認した。そして、この光導波路に対し、波長850nmのレーザー光を用いて常法のカットバック法により光伝搬損失を測定したところ、0.09dB/cmであった。また、本導波路は、基板から剥離することでフィルム状導波路とすることが可能であった。そして、このフィルム状導波路は、R=20mmの曲げに対しても損失低下は観察されず、また、R=5mmの曲げが可能など、フレキシブル性も良好であった。
[Evaluation]
The optical waveguide was cut into a length of 10 cm using a dicing apparatus (Model 522 manufactured by Disco Corporation) and subjected to end face processing. When the cross-sectional shape of the optical waveguide was observed with a length measuring microscope, it was found to be a buried multimode optical waveguide with an under cladding layer thickness of 30 μm, a core portion of 50 μm × 50 μm, and an over cladding layer thickness of 70 μm. It was confirmed. And when this optical waveguide was measured for light propagation loss by a conventional cutback method using laser light having a wavelength of 850 nm, it was 0.09 dB / cm. Moreover, this waveguide can be made into a film-like waveguide by peeling from the substrate. And this film-form waveguide was good also in flexibility, such as a loss fall not being observed with respect to the bending of R = 20mm, and the bending of R = 5mm being possible.

本発明のビスオキセタン化合物は、光硬化性樹脂組成物や熱硬化性樹脂組成物の構成成分として用いられ、これら樹脂組成物は、例えば、塗料,コート材,接着剤,光学レンズ,光導波路等の各種形成材料等に用いられる。また、上記光導波路としては、例えば、直線光導波路、曲がり光導波路、交差光導波路、Y分岐光導波路、スラブ光導波路、マッハツェンダー型光導波路、AWG型光導波路、グレーティング、光導波路レンズ等があげられる。そして、上記光導波路を用いてなる光素子としては、波長フィルタ,光スイッチ,光分岐器,光合波器,光合分波器,光アンプ,波長変換器,波長分割器,光スプリッタ,方向性結合器、さらにはレーザダイオードやフォトダイオードをハイブリッド集積した、光伝送モジュール等があげられる。   The bisoxetane compound of the present invention is used as a constituent of a photocurable resin composition or a thermosetting resin composition, and these resin compositions include, for example, paints, coating materials, adhesives, optical lenses, optical waveguides, and the like. Used in various forming materials. Examples of the optical waveguide include a straight optical waveguide, a curved optical waveguide, a crossed optical waveguide, a Y-branch optical waveguide, a slab optical waveguide, a Mach-Zehnder optical waveguide, an AWG optical waveguide, a grating, and an optical waveguide lens. It is done. The optical device using the optical waveguide includes a wavelength filter, an optical switch, an optical splitter, an optical multiplexer, an optical multiplexer / demultiplexer, an optical amplifier, a wavelength converter, a wavelength divider, an optical splitter, and directional coupling. And an optical transmission module in which a laser diode and a photodiode are hybrid-integrated.

本発明の光導波路の一例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing an example of the optical waveguide of the present invention. (a)〜(e)は本発明の光導波路の製造工程を示す説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the optical waveguide of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 クラッド層
3 コア部
1 Substrate 2 Clad layer 3 Core part

Claims (5)

下記の一般式(1)で表される、ビスオキセタン化合物。
Figure 2007302581
A bisoxetane compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007302581
請求項1記載のビスオキセタン化合物の製法であって、下記の一般式(2)で表されるフェノール類を、セシウム塩によりセシウムフェノラート化し、ついで、下記の一般式(3)で表される3−アルキル−3−ヒドロキシメチルオキセタンのスルホン酸エステルと反応させることを特徴とするビスオキセタン化合物の製法。
Figure 2007302581
Figure 2007302581
It is a manufacturing method of the bisoxetane compound of Claim 1, Comprising: The phenols represented by following General formula (2) are cesium phenolate by a cesium salt, Then, it represents with following General formula (3) A process for producing a bisoxetane compound, characterized by reacting with a sulfonic acid ester of 3-alkyl-3-hydroxymethyloxetane.
Figure 2007302581
Figure 2007302581
上記セシウム塩が、炭酸セシウムである請求項2記載のビスオキセタン化合物の製法。   The process for producing a bisoxetane compound according to claim 2, wherein the cesium salt is cesium carbonate. 基板と、その基板上に形成されたクラッド層とを備え、上記クラッド層中に所定パターンで、光信号を伝搬するコア部が形成されてなる光導波路であって、上記クラッド層およびコア部の少なくとも一方が、請求項1記載のビスオキセタン化合物を含有する樹脂組成物によって形成されていることを特徴とする光導波路。   An optical waveguide comprising a substrate and a clad layer formed on the substrate, wherein a core portion that propagates an optical signal in a predetermined pattern is formed in the clad layer, wherein the clad layer and the core portion At least one is formed with the resin composition containing the bisoxetane compound of Claim 1, The optical waveguide characterized by the above-mentioned. 上記クラッド層およびコア部の少なくとも一方が、請求項1記載のビスオキセタン化合物と、エポキシ基またはビニルエーテル基を有する化合物とを含有する樹脂組成物によって形成されている請求項4記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 4, wherein at least one of the cladding layer and the core part is formed of a resin composition containing the bisoxetane compound according to claim 1 and a compound having an epoxy group or a vinyl ether group.
JP2006130643A 2006-05-09 2006-05-09 Bisoxetane compound and process for producing the same, and resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same Expired - Fee Related JP5000195B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006130643A JP5000195B2 (en) 2006-05-09 2006-05-09 Bisoxetane compound and process for producing the same, and resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006130643A JP5000195B2 (en) 2006-05-09 2006-05-09 Bisoxetane compound and process for producing the same, and resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007302581A true JP2007302581A (en) 2007-11-22
JP5000195B2 JP5000195B2 (en) 2012-08-15

Family

ID=38836839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006130643A Expired - Fee Related JP5000195B2 (en) 2006-05-09 2006-05-09 Bisoxetane compound and process for producing the same, and resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5000195B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012073358A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Nitto Denko Corp Method for manufacturing optical waveguide for connector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002322268A (en) * 2001-04-27 2002-11-08 Toagosei Co Ltd Method for producing oxetane resin comprising multifunctional oxetane compound and cyclic carboxylic acid anhydride
JP2004300136A (en) * 2003-03-17 2004-10-28 Nippon Steel Chem Co Ltd Oxetane compound and method for producing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002322268A (en) * 2001-04-27 2002-11-08 Toagosei Co Ltd Method for producing oxetane resin comprising multifunctional oxetane compound and cyclic carboxylic acid anhydride
JP2004300136A (en) * 2003-03-17 2004-10-28 Nippon Steel Chem Co Ltd Oxetane compound and method for producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012073358A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Nitto Denko Corp Method for manufacturing optical waveguide for connector
KR101843583B1 (en) * 2010-09-28 2018-03-29 닛토덴코 가부시키가이샤 Production method of optical waveguide for connector

Also Published As

Publication number Publication date
JP5000195B2 (en) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4664164B2 (en) Trisoxetane ether compound, process for producing the same, optical waveguide using the same, and resin composition for optical waveguide formation
JP4939301B2 (en) Optical waveguide
KR20130105399A (en) Optical waveguide forming epoxy resin composition, curable film formed from the epoxy resin composition for formation of optical waveguide, and light transmission flexible printed board
KR101046835B1 (en) Trisoxetane compound, preparation method thereof, and optical waveguide using the same
JP2007070324A (en) Bisoxetane ether compound having fluorene structure, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP2007191432A (en) Bisoxetane ether compound having fluorene structure, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP4610452B2 (en) Tris (hydroxyphenyl) -1,3,5-tri (alkylbenzene) derivative having oxetane ring, process for producing the same, and optical waveguide using the same
JP5000195B2 (en) Bisoxetane compound and process for producing the same, and resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same
KR101574799B1 (en) Resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same
JP4664165B2 (en) Bisoxetane ether compound, process for producing the same, optical waveguide using the same, and resin composition for forming optical waveguide
JP4943011B2 (en) Tris oxetane ether compound, process for producing the same, and optical waveguide using the same
JP2007070323A (en) Tetrakis-oxetane ether compound having fluorene structure, method for producing the same and optical waveguide using the same
KR20180105649A (en) A photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide and a photosensitive film for forming an optical waveguide, and an optical waveguide manufactured using the epoxy resin composition or the photosensitive film, a flexible printed wiring board for optoelectric transfer
JP2007191431A (en) Bisoxetane ether compound having adamantane structure, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP2007070326A (en) Bis(hydroxyphenyl)alkane derivative having oxetane ring, method for producing the same and optical waveguide using the same
EP1958942B1 (en) Trisoxetane compound, process for producing the same and optical waveguide using the same
US7759503B2 (en) Trisoxetane compound, process for producing the same, and optical waveguide using the same
JP6332619B2 (en) Photosensitive resin composition for optical waveguide, photocurable film for forming optical waveguide core layer, optical waveguide using the same, mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission
KR101201042B1 (en) Trisoxetane compound, process for producing the same, and optical waveguide using the same
JP2007070325A (en) Bis(hydroxyphenyl)alkylbenzene derivative having oxetane ring, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP2007070328A (en) Trisoxetane ether compound, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP2011089128A (en) Resin composition for optical waveguide, method for preparing the same, and optical waveguide using the same
JP2007070327A (en) Oxetane ether compound having carboxyl group, method for producing the same and optical waveguide using the same
JP2011089127A (en) Resin composition for forming light guide and method of manufacturing the same, and light guide using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120420

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120515

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120516

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees