JP2009134000A - Film-like optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルム状光導波路に関する。 The present invention relates to a film-shaped optical waveguide.
マルチメディア時代を迎え、光通信システムやコンピュータにおける情報処理の大容量化及び高速化の要求から、光の伝送媒体として光導波路が注目されている。従来の光導波路としては、石英系光導波路が代表的であった。しかし、石英系光導波路は、製造時に石英膜の堆積のために高温での長時間の処理が必要であるなど、製造時間が長いこと、光導波路のパターン形成には、光レジストを用いる工程と、危険性の高いガスを用いてエッチングする工程が含まれ、かつ、それらの工程に特殊な装置を必要とするなど、多数の複雑な工程及び特殊な装置を要すること、及び、歩留まりが低いこと等の問題がある。
これらの問題を改善するため、光導波路の工程数の削減、製造時間の短縮化、歩留まりの増大等の生産性の向上を目的に、コア部分とクラッド層の材料として液状の硬化性組成物を用いるポリマー系光導波路が、近年提案されている。
一例として、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリイミドを構成要素とするポリイミド系光導波路において、該ポリイミドが特定の構造式で表されるフッ素化ジアミン若しくはそれを含むジアミンからのポリイミド、又はその混合物であることを特徴とするポリイミド系光導波路が提案されている(特許文献1)。
このポリイミド系光導波路は、良好な伝送特性(低導波路損失)を有し、優れた耐熱性を有するものである。
また他の例として、(A)ウレタン結合を介在させて結合された、ラジカル重合性反応基を含む側鎖部分を有する構成単位と、重合性を有しない側鎖を有する構成単位とを含む共重合体、(B)分子内に1個以上のエチレン性不飽和基を有し、分子量が1,000未満であり、0.1MPaにおける沸点が130℃以上である化合物、及び(C)光ラジカル重合開始剤を含有する光導波路用感光性樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。
この感光性樹脂組成物によると、形状の精度が高くかつ高温高湿下における伝送特性の低下を抑えた光導波路を形成することができる。
In order to improve these problems, a liquid curable composition is used as a material for the core portion and the cladding layer for the purpose of improving productivity such as reduction in the number of steps of the optical waveguide, shortening of manufacturing time, and increase in yield. A polymer-based optical waveguide to be used has recently been proposed.
As an example, in a polyimide-based optical waveguide whose component is a polyimide obtained from tetracarboxylic dianhydride and diamine, the polyimide is a fluorinated diamine represented by a specific structural formula or a polyimide from a diamine containing the same, or A polyimide optical waveguide characterized by being a mixture thereof has been proposed (Patent Document 1).
This polyimide optical waveguide has good transmission characteristics (low waveguide loss) and has excellent heat resistance.
As another example, (A) a copolymer containing a structural unit having a side chain portion containing a radically polymerizable reactive group bonded via a urethane bond and a structural unit having a side chain that is not polymerizable. A polymer, (B) a compound having one or more ethylenically unsaturated groups in the molecule, a molecular weight of less than 1,000, and a boiling point of 130 ° C. or higher at 0.1 MPa, and (C) a photoradical A photosensitive resin composition for an optical waveguide containing a polymerization initiator has been proposed (Patent Document 2).
According to this photosensitive resin composition, it is possible to form an optical waveguide having high shape accuracy and suppressing deterioration in transmission characteristics under high temperature and high humidity.
従来の光導波路では、フィルム状の硬化物(フィルム状光導波路)の状態で、繰り返し屈曲させると、破断やクラックを生じ、良好な伝送特性を維持できないという問題がある。
一方、フィルム状光導波路の下面に、発光素子等の他の部材を固着させる際に、フィルム状光導波路を上方から透視して位置合わせをすることから、フィルム状光導波路は、高い透明性を有することが望まれている。
そこで、本発明は、屈曲耐久性及び透明性に優れたフィルム状光導波路を提供することを目的とする。
The conventional optical waveguide has a problem that when it is repeatedly bent in the state of a film-like cured product (film-shaped optical waveguide), breakage or cracks occur, and good transmission characteristics cannot be maintained.
On the other hand, when another member such as a light-emitting element is fixed to the lower surface of the film-shaped optical waveguide, the film-shaped optical waveguide is highly transparent because the film-shaped optical waveguide is seen through from above and aligned. It is desirable to have.
Then, an object of this invention is to provide the film-form optical waveguide excellent in bending durability and transparency.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、コア部分とクラッド層(下部クラッド層、上部クラッド層)とを含み、前記コア部分及びクラッド層の少なくとも一つが、特定の成分組成を有する光硬化性樹脂組成物の硬化物からなるフィルム状光導波路によれば、本発明の上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor includes a core portion and a cladding layer (lower cladding layer, upper cladding layer), and at least one of the core portion and the cladding layer has a specific component composition. It has been found that the above-mentioned object of the present invention can be achieved by a film-shaped optical waveguide made of a cured product of a photo-curable resin composition having the present invention, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は以下の[1]〜[4]を提供するものである。
[1] コア部分とクラッド層とを含むフィルム状光導波路であって、前記コア部分及びクラッド層の少なくとも一つが、下記成分(A)〜(C)を含む光硬化性樹脂組成物(ただし、下記の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分を100質量部とした場合の値である。)の硬化物からなることを特徴とするフィルム状光導波路。
(A)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー 30〜80質量部
(B)不飽和基含有モノマー 10〜69質量部
(C)光重合開始剤 0.1〜10質量部
[2] 成分(A)が、(a)ポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、及び(c)水酸基含有(メタ)アクリレートの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む上記[1]に記載のフィルム状光導波路。
[3] (a)ポリオール化合物が、脂肪族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上である上記[2]に記載のフィルム状光導波路。
[4] 前記光硬化性樹脂組成物は、不飽和基含有ポリマーを含まないか、または、光硬化性樹脂組成物の固形分の全量を100質量部とした場合に40質量部以下の配合量で不飽和基含有ポリマーを含む上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のフィルム状光導波路。
[5] 前記硬化性樹脂組成物は、不飽和基含有ポリマーを含まないか、または、不飽和基含有ポリマーを含み、且つ、該不飽和基含有ポリマーの配合量が成分(A)の配合量よりも少ないものである上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載のフィルム状光導波路。
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] A film-shaped optical waveguide comprising a core part and a clad layer, wherein at least one of the core part and the clad layer contains the following components (A) to (C) (however, The following blending amount is a value when the solid content of the photocurable resin composition is 100 parts by mass.) A film-shaped optical waveguide comprising a cured product.
(A) Urethane (meth) acrylate oligomer 30-80 parts by mass (B) Unsaturated group-containing monomer 10-69 parts by mass (C) Photopolymerization initiator 0.1-10 parts by mass [2] Component (A) is The film-like optical waveguide according to the above [1], comprising a urethane (meth) acrylate oligomer that is a reaction product of (a) a polyol compound, (b) a polyisocyanate compound, and (c) a hydroxyl group-containing (meth) acrylate.
[3] (a) The film-shaped optical waveguide according to the above [2], wherein the polyol compound is at least one selected from the group consisting of aliphatic polyether polyol, aromatic polyether polyol, polyester polyol, and polycarbonate polyol. .
[4] The photocurable resin composition does not contain an unsaturated group-containing polymer, or the blending amount is 40 parts by mass or less when the total solid content of the photocurable resin composition is 100 parts by mass. The film-like optical waveguide according to any one of the above [1] to [3], comprising an unsaturated group-containing polymer.
[5] The curable resin composition does not contain an unsaturated group-containing polymer, or contains an unsaturated group-containing polymer, and the blending amount of the unsaturated group-containing polymer is the blending amount of the component (A). The film-like optical waveguide according to any one of the above [1] to [4], which is less than the above.
本発明のフィルム状光導波路は、特定の成分組成を有する光硬化性樹脂組成物からなるコア部分及び/又はクラッド層(下部クラッド層、上部クラッド層)を備えているため、繰り返しの屈曲に対しても破断やクラックを生じることがなく、良好な伝送特性を維持することができる。
また、本発明のフィルム状光導波路は、特定の成分組成を有する光硬化性樹脂組成物からなるコア部分及び/又はクラッド層が高い透明性を有するため、フィルム状光導波路と発光素子等の他の部材とを固着させる際に、フィルム状光導波路を透視して、容易かつ正確に位置合わせを行なうことができる。
Since the film-shaped optical waveguide of the present invention includes a core portion and / or a clad layer (a lower clad layer, an upper clad layer) made of a photocurable resin composition having a specific component composition, However, no breakage or cracks occur, and good transmission characteristics can be maintained.
In addition, the film-shaped optical waveguide of the present invention has a highly transparent core part and / or cladding layer made of a photocurable resin composition having a specific component composition. When adhering to this member, the film-like optical waveguide can be seen through and alignment can be performed easily and accurately.
本発明のフィルム状光導波路は、コア部分とクラッド層(具体的には、下部クラッド層、上部クラッド層)とを含み、コア部分及び/又はクラッド層が、特定の成分組成を有する光硬化性樹脂組成物の硬化物からなるものであり、特に、クラッド層が、特定の成分組成を有する光硬化性樹脂組成物の硬化物からなるものである。
上記光硬化性樹脂組成物を構成する、成分(A)〜(C)、及び必要に応じて配合される他の成分について、以下に説明する。
The film-shaped optical waveguide of the present invention includes a core portion and a clad layer (specifically, a lower clad layer and an upper clad layer), and the core portion and / or the clad layer has a specific component composition. It is made of a cured product of the resin composition, and in particular, the cladding layer is made of a cured product of a photocurable resin composition having a specific component composition.
The components (A) to (C) constituting the photocurable resin composition and other components blended as necessary will be described below.
[成分(A)]
成分(A)は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーである。
成分(A)として用いられるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、(a)ポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、及び(c)水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させることにより製造される。具体的には、以下の製法1〜製法4のいずれかの方法で製造される。
製法1:ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物及び水酸基含有(メタ)アクリレートを一括して仕込んで反応させる方法。
製法2:ポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物を反応させ、次いで水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させる方法。
製法3:ポリイソシアネート化合物及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させ、次いでポリオール化合物を反応させる方法。
製法4:ポリイソシアネート化合物及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させ、次いでポリオール化合物を反応させ、最後にまた水酸基含有(メタ)アクリレート化合物を反応させる方法。
[Component (A)]
Component (A) is a urethane (meth) acrylate oligomer.
The urethane (meth) acrylate oligomer used as the component (A) is produced, for example, by reacting (a) a polyol compound, (b) a polyisocyanate compound, and (c) a hydroxyl group-containing (meth) acrylate. Specifically, it is produced by any one of the following
Production method 1: A method in which a polyol compound, a polyisocyanate compound and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate are charged and reacted together.
Production method 2: A method in which a polyol compound and a polyisocyanate compound are reacted and then a hydroxyl group-containing (meth) acrylate is reacted.
Production method 3: A method in which a polyisocyanate compound and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate are reacted, and then a polyol compound is reacted.
Production Method 4: A method in which a polyisocyanate compound and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate are reacted, then a polyol compound is reacted, and finally, a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound is reacted again.
以下、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられる(a)ポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、(c)水酸基含有(メタ)アクリレート、の各々について詳しく説明する。
[(a)ポリオール化合物]
(a)ポリオール化合物としては、脂肪族ポリエーテルポリオール、脂環族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。
脂肪族ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、置換テトラヒドロフラン、オキセタン、置換オキセタン、テトラヒドロピラン及びオキセバンから選ばれる少なくとも1種の化合物を開環(共)重合することにより得られるもの等が挙げられる。これらの具体例としては、ポリエチレングリコール、1,2−ポリプロピレングリコール、1,3−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、1,2−ポリブチレングリコール、ポリイソブチレングリコール、プロピレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合体ポリオール、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランの共重合体ポリオール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体ポリオール、テトラヒドロフランと3−メチルテトラヒドロフランの共重合体ポリオール、エチレンオキサイドと1,2−ブチレンオキサイドの共重合体ポリオール等が挙げられる。
脂環族ポリエーテルポリオールとしては、例えば、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールAのブチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールFのプロピレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールFのブチレンオキサイド付加ジオール、ジシクロペンタジエンのジメチロール化合物、トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
Hereinafter, each of (a) a polyol compound, (b) a polyisocyanate compound, and (c) a hydroxyl group-containing (meth) acrylate used for production of a urethane (meth) acrylate oligomer will be described in detail.
[(A) Polyol compound]
(A) As a polyol compound, aliphatic polyether polyol, alicyclic polyether polyol, aromatic polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, etc. are mentioned.
Examples of the aliphatic polyether polyol include at least one selected from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, substituted tetrahydrofuran, oxetane, substituted oxetane, tetrahydropyran, and oxeban. Examples thereof include those obtained by ring-opening (co) polymerizing a compound. Specific examples thereof include polyethylene glycol, 1,2-polypropylene glycol, 1,3-polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,2-polybutylene glycol, polyisobutylene glycol, copolymer polyol of propylene oxide and tetrahydrofuran. Copolymer polyols of ethylene oxide and tetrahydrofuran, copolymer polyols of ethylene oxide and propylene oxide, copolymer polyols of tetrahydrofuran and 3-methyltetrahydrofuran, copolymer polyols of ethylene oxide and 1,2-butylene oxide, etc. Can be mentioned.
Examples of the alicyclic polyether polyol include hydrogenated bisphenol A ethylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol A propylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol A butylene oxide addition diol, and hydrogenated bisphenol F ethylene oxide addition diol. And propylene oxide addition diol of hydrogenated bisphenol F, butylene oxide addition diol of hydrogenated bisphenol F, dimethylol compound of dicyclopentadiene, tricyclodecane dimethanol and the like.
脂肪族ポリエーテルポリオール及び脂環族ポリエーテルポリオールの市販品としては、ユニセーフDC1100、ユニセーフDC1800、ユニセーフDCB1100、ユニセーフDCB1800(以上、日本油脂社製);PPTG4000、PPTG2000、PPTG1000、PTG2000、PTG3000、PTG650、PTGL2000、PTGL1000(以上、保土谷化学社製);EXENOL4020、EXENOL3020、EXENOL2020、EXENOL1020(以上、旭硝子社製);PBG3000、PBG2000、PBG1000、Z3001(以上、第一工業製薬社製);ACCLAIM 2200、3201、4200、6300、8200(以上、住化バイエルウレタン社製);NPML−2002、3002、4002、8002(以上、旭硝子社製)等が挙げられる。 As commercial products of aliphatic polyether polyol and alicyclic polyether polyol, Unisafe DC1100, Unisafe DC1800, Unisafe DCB1100, Unisafe DCB1800 (above, manufactured by NOF Corporation); PPTG4000, PPTG2000, PPTG1000, PTG2000, PTG3000, PTG650, PTGL2000, PTGL1000 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.); EXENOL 4020, EXENOL 3020, EXENOL 2020, EXENOL 1020 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); 4200, 6300, 8200 (above, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.); NPML-2 02,3002,4002,8002 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.
芳香族ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールAのブチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールFのプロピレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールFのブチレンオキサイド付加ジオール、ハイドロキノンのアルキレンオキサイド付加ジオール、ナフトキノンのアルキレンオキサイド付加ジオール等が挙げられる。芳香族ポリエーテルポリオールの市販品としては、ユニオールDA400、DA700、DA1000(以上、日本油脂社製)等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール等の多価アルコールと、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマール酸、アジピン酸、セバシン酸等の多塩基酸を反応して得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。市販品としては、クラポールP−2030、P−1030、P−2010、P−5010、P−2050、F−2010、P−2011、PMIPA、PKA−A、PKA−A2、PNA−2000(以上、クラレ社製)等が挙げられる。
Examples of the aromatic polyether polyol include bisphenol A ethylene oxide addition diol, bisphenol A propylene oxide addition diol, bisphenol A butylene oxide addition diol, bisphenol F ethylene oxide addition diol, bisphenol F propylene oxide addition diol, Examples include butylphenol addition diol of bisphenol F, alkylene oxide addition diol of hydroquinone, alkylene oxide addition diol of naphthoquinone, and the like. Examples of commercially available aromatic polyether polyols include Uniol DA400, DA700, DA1000 (manufactured by NOF Corporation) and the like.
Examples of the polyester polyol include ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and 3-methyl. Polyhydric alcohols such as -1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, Examples thereof include polyester polyols obtained by reacting polybasic acids such as sebacic acid. Commercially available products include Kurapol P-2030, P-1030, P-2010, P-5010, P-2050, F-2010, P-2011, PMIPA, PKA-A, PKA-A2, PNA-2000 (above, Kuraray Co., Ltd.).
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオールポリカーボネート、1,6−ヘキサンジオールと1,5−ペンタンジオールとの共重合ポリカーボネートジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールとの共重合ポリカーボネートジオール、1,3−プロパンジオールと1,4−ブタンジオールとの共重合ポリカーボネートジオール等が挙げられる。市販品としてはPCDL T5652、G3452、G3450J(旭化成社製);DN−980、981、982、983(以上、日本ポリウレタン社製);クラレポリオールC−590、C1050、C−1090、C−2050、C−2090、C−3090、C−5090、C−1065N、C−2065N、C−1015N、C−2015N(以上、クラレ社製);PLACCEL−CD205、CD−983、CD220(以上、ダイセル化学工業社製);PC−8000(米国PPG社製)等が挙げられる。
ポリカプロラクトンポリオールとしては、ε−カプロラクトンと、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,2−ポリブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール等のジオールとを反応させて得られるポリカプロラクトンジオール等が挙げられる。市販品としては、PLACCCEL205、205AL、212、212AL、220、220AL(以上、ダイセル化学工業社製)等が挙げられる。
本発明で使用しうる他のポリオール化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリβ−メチル−δ−バレロラクトン、ヒドロキシ末端ポリブタジエン、ヒドロキシ末端水添ポリブタジエン、ひまし油変性ポリオール、ポリジメチルシロキサンの末端ジオール化合物、ポリジメチルシロキサンカルビトール変性ポリオール等が挙げられる。
中でも、脂肪族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールが好ましく、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールがより好ましい。
(a)ポリオール化合物は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
(a)ポリオール化合物は、脂肪族ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましく、ポリエステルポリオール及び/又はポリカーボネートポリオールであることがより好ましい。
Examples of the polycarbonate polyol include 1,6-hexanediol polycarbonate, copolymerized polycarbonate diol of 1,6-hexanediol and 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol and 1,6-hexane. Examples thereof include a copolymer polycarbonate diol with hexanediol, a copolymer polycarbonate diol with 1,3-propanediol and 1,4-butanediol, and the like. Commercially available products include PCDL T5652, G3452, G3450J (Asahi Kasei Co., Ltd.); DN-980, 981, 982, 983 (Nippon Polyurethane Co., Ltd.); Kuraray polyol C-590, C1050, C-1090, C-2050, C-2090, C-3090, C-5090, C-1065N, C-2065N, C-1015N, C-2015N (above, manufactured by Kuraray); PLACEL-CD205, CD-983, CD220 (above, Daicel Chemical Industries) PC-8000 (manufactured by PPG, USA) and the like.
As polycaprolactone polyol, ε-caprolactone, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,2-polybutylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol Polycaprolactone diol obtained by reacting with diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-butanediol. As a commercial item, PLACC CEL205,205AL, 212,212AL, 220,220AL (above, Daicel Chemical Industries Ltd. make) etc. are mentioned.
Other polyol compounds that can be used in the present invention include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedi Examples include methanol, poly β-methyl-δ-valerolactone, hydroxy-terminated polybutadiene, hydroxy-terminated hydrogenated polybutadiene, castor oil-modified polyol, polydimethylsiloxane-terminated diol compound, and polydimethylsiloxane carbitol-modified polyol.
Among these, aliphatic polyether polyol, aromatic polyether polyol, polyester polyol, and polycarbonate polyol are preferable, and polyester polyol and polycarbonate polyol are more preferable.
(A) A polyol compound may be used independently or may use 2 or more types together.
(A) The polyol compound is preferably at least one selected from the group consisting of an aliphatic polyether polyol, an aromatic polyether polyol, a polyester polyol, and a polycarbonate polyol, and is a polyester polyol and / or a polycarbonate polyol. Is more preferable.
(a)ポリオール化合物の数平均分子量は、好ましくは100〜15,000、さらに好ましくは1,000〜14,000、最も好ましくは1,500〜12,000である。(a)ポリオール化合物の数平均分子量が100未満であると、組成物を硬化させてなるクラッド層の常温及び低温におけるヤング率が上昇して、十分な屈曲耐久性を有するフィルム状光導波路を得ることができない。一方、数平均分子量が15,000を超えると、組成物の粘度が上昇し、塗布性が悪化することがある。 (A) The number average molecular weight of the polyol compound is preferably 100 to 15,000, more preferably 1,000 to 14,000, and most preferably 1,500 to 12,000. (A) When the number average molecular weight of the polyol compound is less than 100, the Young's modulus at room temperature and low temperature of the clad layer obtained by curing the composition is increased, and a film-like optical waveguide having sufficient bending durability is obtained. I can't. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 15,000, the viscosity of the composition increases, and the applicability may deteriorate.
[(b)ポリイソシアネート化合物]
(b)ポリイソシアネート化合物としては、例えば、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、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタ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−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタ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、3,3’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアネートエチル)フマレート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、4−ジフェニルプロパンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。中でも、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が好ましい。
(b)ポリイソシアネート化合物は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
[(B) Polyisocyanate compound]
(B) Examples of the polyisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,3′-dimethylphenylene diisocyanate, 4,4′-biphenylene diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), 2,2,4-
(B) A polyisocyanate compound may be used independently or may use 2 or more types together.
[(c)水酸基含有(メタ)アクリレート]
(c)水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、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、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。さらにアルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応により得られる化合物が挙げられる。中でも、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)アクリレート等は、好ましく用いられる。
(c)水酸基含有(メタ)アクリレートは、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
[(C) Hydroxyl group-containing (meth) acrylate]
(C) Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy-3-phenyloxy. Propyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyalkyl (meth) acryloyl phosphate, 4-hydroxycyclohexyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate, neo Pentyl glycol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolethane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol pen (Meth) acrylate. Furthermore, the compound obtained by addition reaction of glycidyl group containing compounds, such as alkyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, and glycidyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid is mentioned. Of these, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and the like are preferably used.
(C) The hydroxyl group-containing (meth) acrylate may be used alone or in combination of two or more.
(A)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを構成する各原料の配合割合は、例えば、(c)水酸基含有(メタ)アクリレート1モルに対して、(a)ポリオール化合物0.5〜2モル、(b)ポリイソシアネート化合物1〜2.5モルである。 (A) The blending ratio of each raw material constituting the urethane (meth) acrylate oligomer is, for example, (a) 0.5 to 2 mol of a polyol compound, and (b) with respect to 1 mol of (c) hydroxyl group-containing (meth) acrylate. ) 1 to 2.5 moles of polyisocyanate compound.
また、成分(A)として、ポリイソシアネート化合物と水酸基含有(メタ)アクリレートとの反応物であるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いることもできる。この場合、ポリイソシアネート化合物、水酸基含有(メタ)アクリレートの例としては、それぞれ、上記(b)ポリイソシアネート化合物、(c)水酸基含有(メタ)アクリレートと同様のものが挙げられる。 Moreover, the urethane (meth) acrylate oligomer which is a reaction material of a polyisocyanate compound and a hydroxyl-containing (meth) acrylate can also be used as a component (A). In this case, examples of the polyisocyanate compound and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include those similar to the (b) polyisocyanate compound and (c) hydroxyl group-containing (meth) acrylate, respectively.
成分(A)としては、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
成分(A)は、屈曲耐久性の観点から、(a)ポリオール化合物と(b)ポリイソシアネート化合物と(c)水酸基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含むことが好ましい。
成分(A)中の、(a)ポリオール化合物と(b)ポリイソシアネート化合物と(c)水酸基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの量は、成分(A)の全量を100質量部とした場合、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上である。
成分(A)の数平均分子量は、好ましくは100〜15,000、より好ましくは300〜12,000である。該値が100未満では、組成物の粘度が小さくなり過ぎて、塗布性が劣ることがある。一方、該値が15,000を超えると、粘度が高くなり、取り扱いが難しくなる。
光硬化性樹脂組成物中、成分(A)の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分の全量を100質量部として、好ましくは30〜80質量部、より好ましくは35〜75質量部、特に好ましくは40〜70質量部である。該配合量が30質量部未満では、組成物を硬化させてなるクラッド層のヤング率が上昇し、十分な屈曲耐久性を有するフィルム状光導波路を形成することが困難となる。一方、該配合量が80質量部を超えると、組成物の粘度が大きくなり、均一な厚みを有するクラッド層を形成することが困難となる。
As a component (A), a urethane (meth) acrylate oligomer may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
Component (A) includes a urethane (meth) acrylate oligomer that is a reaction product of (a) a polyol compound, (b) a polyisocyanate compound, and (c) a hydroxyl group-containing (meth) acrylate, from the viewpoint of bending durability. It is preferable.
In component (A), the amount of urethane (meth) acrylate oligomer, which is a reaction product of (a) polyol compound, (b) polyisocyanate compound, and (c) hydroxyl group-containing (meth) acrylate, is determined according to component (A). When the total amount of is 100 parts by mass, it is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or more.
The number average molecular weight of the component (A) is preferably 100 to 15,000, more preferably 300 to 12,000. If the value is less than 100, the viscosity of the composition becomes too small, and the coatability may be inferior. On the other hand, when the value exceeds 15,000, the viscosity becomes high and handling becomes difficult.
In the photocurable resin composition, the compounding amount of the component (A) is preferably 30 to 80 parts by mass, more preferably 35 to 75 parts by mass based on 100 parts by mass of the total solid content of the photocurable resin composition. Especially preferably, it is 40-70 mass parts. When the blending amount is less than 30 parts by mass, the Young's modulus of the clad layer obtained by curing the composition is increased, and it becomes difficult to form a film-shaped optical waveguide having sufficient bending durability. On the other hand, when the blending amount exceeds 80 parts by mass, the viscosity of the composition increases, and it becomes difficult to form a clad layer having a uniform thickness.
[成分(B)]
成分(B)は、不飽和基含有モノマーである。
不飽和基含有モノマーとしては、分子内にエチレン性不飽和基を1つ有するモノマー(以下、単官能モノマーともいう。)、及び分子内にエチレン性不飽和基を2つ以上有するモノマー(以下、多官能モノマーともいう。)が挙げられる。上記エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられるが、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
上記単官能モノマーとしては、例えば、アクリロイルモルフォリン、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジイソプロピルアクリルアミド、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジアセトンアクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、3−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルシクロヘキシルコハク酸、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェノールエトキシ(メタ)アクリレート、フェノールのエチレンオキサイドの付加体であるアルコールの(メタ)アクリレート、p−クミルフェノールのエチレンオキサイドの付加体であるアルコールの(メタ)アクリレート、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのエチレンオキサイドの付加体であるアルコールの(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル化o−フェニルフェノールアクリレート、2−メタクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらの中でも、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルカプロラクタム等のN−ビニル化合物、及び炭素数10以上の脂肪族炭化水素基を有する単官能性(メタ)アクリレートが好ましい。
ここで炭素数10以上の脂肪族炭化水素基としては、直鎖、分岐鎖および脂環式のいずれも含まれる。炭素数10以上の脂肪族炭化水素基を有する単官能性(メタ)アクリレートの好適な例としては、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートが挙げられる。
単官能モノマーの市販品としてはACMO、DMAA(以上、興人社製);ニューフロンティアIBA(第一工業製薬社製);IBXA、IBXMA、ADMA(大阪有機化学社製);FA511A、FA512A、FA513A(以上、日立化成社製);ライトエステルM、E、BH、IB−X、HO−MS、HO−HH、L、PO、S、TD、ライトアクリレートL−A、S−A、EC−A、MTG−A、130A、PO−A、P−200A、NP−4EA、THF−A、IB−XA、HOA−MS、HOA−MPL、HOA−MPE、(以上、共栄社化学社製);アロニックス M150、M156、M5300、TO1315、TO1316(以上、東亞合成社製);FA544A、512M、512MT、513M(以上、日立化成社製)、NKエステル A−CMP−1E、A−LEN−10、M−450G、S、S−1800M、S−1800A、PHE−1G、NPA−8E、NPA−5P、NPA−10G、M−90G、LMA、LA、IB、CB−26、CB−23、CB−1、AMP−60G、AM−30G、A−SA、A−IB、702A(新中村化学工業社製)等が挙げられる。
[Component (B)]
Component (B) is an unsaturated group-containing monomer.
As the unsaturated group-containing monomer, a monomer having one ethylenically unsaturated group in the molecule (hereinafter also referred to as a monofunctional monomer), and a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups in the molecule (hereinafter referred to as “monofunctional monomer”). Also referred to as a polyfunctional monomer). Examples of the ethylenically unsaturated group include a (meth) acryloyl group and a vinyl group, and a (meth) acryloyl group is more preferable.
Examples of the monofunctional monomer include acryloylmorpholine, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, diisopropylacrylamide, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl ( (Meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentadienyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate , Diacetone acrylamide, isobutoxymethyl (meth) acrylamide, N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl caprolactam, 3-hydroxy Chlohexyl (meth) acrylate, 2-acryloylcyclohexyl succinic acid, phenoxyethyl (meth) acrylate, tribromophenol ethoxy (meth) acrylate, (meth) acrylate of alcohol which is an adduct of phenol ethylene oxide, p-cumylphenol (Meth) acrylate of alcohol which is an adduct of ethylene oxide, 4- (1-methyl-1-phenylethyl) phenoxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylate of alcohol which is an adduct of ethylene oxide of nonylphenol, o-Phenylphenol glycidyl ether (meth) acrylate, hydroxyethylated o-phenylphenol acrylate, 2-methacryloyloxyethylphthalic acid, methoxypolyethylene group Call (meth) acrylate, and the like.
Among these, N-vinyl compounds such as acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, and monofunctional (meth) acrylates having an aliphatic hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms are preferable.
Here, the aliphatic hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms includes straight chain, branched chain, and alicyclic groups. Preferable examples of the monofunctional (meth) acrylate having an aliphatic hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms include isobornyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate.
Commercially available monofunctional monomers include ACMO, DMAA (manufactured by Kojin Co., Ltd.); New Frontier IBA (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.); IBXA, IBXMA, ADMA (Osaka Organic Chemical Co., Ltd.); FA511A, FA512A, FA513A (Above, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.); light ester M, E, BH, IB-X, HO-MS, HO-HH, L, PO, S, TD, light acrylate LA, SA, EC-A , MTG-A, 130A, PO-A, P-200A, NP-4EA, THF-A, IB-XA, HOA-MS, HOA-MPL, HOA-MPE (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.); Aronix M150 , M156, M5300, TO1315, TO1316 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.); FA544A, 512M, 512MT, 513M (above, Hitachi Chemical) NK ester A-CMP-1E, A-LEN-10, M-450G, S, S-1800M, S-1800A, PHE-1G, NPA-8E, NPA-5P, NPA-10G, M- 90G, LMA, LA, IB, CB-26, CB-23, CB-1, AMP-60G, AM-30G, A-SA, A-IB, 702A (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and the like.
上記多官能モノマーのうち、分子内にエチレン性不飽和基を2つ有するモノマー(2官能性モノマー)としては、例えば、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(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、2,2−ビス−4(2−ヒドロキシ−3−アクリロキシプロピルフェニル)プロパン、エチレンオキサイド付加ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加テトラブロモビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加テトラブロモビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールF型エポキシジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールF型エポキシジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等が挙げられる。
中でも、1,6−へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス−4(2−ヒドロキシ−3−アクリロキシプロピルフェニル)プロパン、エチレンオキサイド付加ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加テトラブロモビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等は特に好ましく用いられる。
Among the above polyfunctional monomers, monomers having two ethylenically unsaturated groups in the molecule (bifunctional monomer) include, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol Di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) Acrylate, 2,2-bis-4 (2-hydroxy-3-acryloxypropylphenyl) propane, ethylene oxide-added bisphenol A type di (meth) acrylate, ethylene oxide added tetrabromobisphenol A type di (meth) acrylate, propylene Oxa Bisphenol A type epoxy di () obtained by epoxy ring-opening reaction between bisphenol A diglycidyl ether and propylene oxide added tetrabromobisphenol A type di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether and (meth) acrylic acid ( Of tetrabromobisphenol A type epoxy di (meth) acrylate, bisphenol F diglycidyl ether and (meth) acrylic acid obtained by epoxy ring-opening reaction of (meth) acrylate, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether and (meth) acrylic acid Bisphenol F-type epoxy di (meth) acrylate obtained by epoxy ring-opening reaction, tetrabutyl obtained by epoxy ring-opening reaction of tetrabromobisphenol F diglycidyl ether and (meth) acrylic acid Mo bisphenol F type epoxy di (meth) acrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxy ethoxy) phenyl] fluorene, and the like.
Among them, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 2,2-bis-4 (2-hydroxy-3-acryloxypropylphenyl) propane, ethylene oxide Addition bisphenol A type di (meth) acrylate, ethylene oxide addition tetrabromobisphenol A type di (meth) acrylate, bisphenol A type epoxy di (meth) obtained by epoxy ring-opening reaction of bisphenol A diglycidyl ether and (meth) acrylic acid ) Acrylate, tetrabromobisphenol A type epoxy di (meth) acrylate, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene and the like are particularly preferably used.
2官能モノマーの市販品としては、例えば、ビスコート#700、#540(以上、大阪有機化学工業社製);アロニックスM−208、M−210、M−215(以上、東亞合成社製);NKエステルBPE−100、BPE−200、BPE−500、A−BPE−4、A−BPEF(以上、新中村化学社製);ライトアクリレート1,6−HX−A、ライトエステルBP−4EA、BP−4PA、エポキシエステル3002M、3002A、3000M、3000A(以上、共栄社化学社製);KAYARAD
R−551、R−712(以上、日本化薬社製);BPE−4、BPE−10、BR−42M(以上、第一工業製薬社製);リポキシVR−77、VR−60、VR−90、SP−1506、SP−1506、SP−1507、SP−1509、SP−1563(以上、昭和高分子社製);ネオポールV779、ネオポールV779MA(日本ユピカ社製)等が挙げられる。
Commercially available products of bifunctional monomers include, for example, Biscoat # 700, # 540 (above, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry); Aronix M-208, M-210, M-215 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.); NK Esters BPE-100, BPE-200, BPE-500, A-BPE-4, A-BPEF (above, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.);
R-551, R-712 (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.); BPE-4, BPE-10, BR-42M (above, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.); Lipoxy VR-77, VR-60, VR- 90, SP-1506, SP-1506, SP-1507, SP-1509, SP-1563 (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.); Neopole V779, Neopole V779MA (manufactured by Nippon Yupica), and the like.
また、上記多官能モノマーのうち、エチレン性不飽和基を3個以上有するモノマー(3官能以上のモノマー)としては、例えば、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(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、エチレンオキシド(以下「EO」という。)変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド(以下「PO」という。)変性トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、2,2,2−トリス(メタ)アクリロイロキシメチルエチルフタル酸、2,2,2−トリス(メタ)アクリロイロキシメチルエチルコハク酸、EO変性トリス(アクリロキシ)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(アクリロキシ)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、PO変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、EO変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、PO変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(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、トリアクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
中でも、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシ)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。
Among the polyfunctional monomers, examples of the monomer having three or more ethylenically unsaturated groups (trifunctional or higher monomer) include, for example, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, caprolactone-modified tris. (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide (hereinafter referred to as “EO”) modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propylene oxide (hereinafter referred to as “PO”) .) Modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 2,2,2-tris (meth) acryloyloxymethyl ethyl ester Phosphoric acid, 2,2,2-tris (meth) acryloyloxymethylethylsuccinic acid, EO-modified tris (acryloxy) isocyanurate, caprolactone-modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate, tris (acryloxy) isocyanurate , Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, PO-modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, EO-modified dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, PO-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Caprolactone-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, tri methacryloyloxyethyl phosphate, and the like.
Among these, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxy) isocyanurate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate are preferable.
3官能モノマーの市販品としては、例えば、アロニックスM−315、M−325、M−327、TO−756、TO−1382(東亞合成社製)、NKエステルTM−4EL、CBX−O、CBX−1N、A−DPH−6H、A−9300、A−DPH、A−9300−1CL、TMPT、TMPT−9EO、ATM−4P、ATM−4E、ATM−35E、AD−TMP、A−TMPT、A−TMPT−3EO、A−TMPT−3PO、A−TMMT、A−TMM−3LMN(新中村化学工業社製)、ライトエステルTMP、ライトアクリレートTMP−A、TMP−6EO−3A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A、BA−134、TMP−3EO−A(共栄社化学社製)、ビスコート295、360、3PA、400(大阪有機化学工業社製)、KAYARAD PET−30、DPHA(日本化薬社製)等が挙げられる。
また、主鎖にポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネートを有するポリエーテルアクリルオリゴマー、ポリエステルアクリルオリゴマー、ポリカーボネートアクリルオリゴマー、あるいはポリエポキシアクリルオリゴマーも使用することができる。
Commercially available products of trifunctional monomers include, for example, Aronix M-315, M-325, M-327, TO-756, TO-1382 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), NK ester TM-4EL, CBX-O, CBX- 1N, A-DPH-6H, A-9300, A-DPH, A-9300-1CL, TMPT, TMPT-9EO, ATM-4P, ATM-4E, ATM-35E, AD-TMP, A-TMPT, A- TMPT-3EO, A-TMPT-3PO, A-TMMT, A-TMM-3LMN (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), light ester TMP, light acrylate TMP-A, TMP-6EO-3A, PE-3A, PE- 4A, DPE-6A, BA-134, TMP-3EO-A (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Biscoat 295, 360, 3PA, 400 (Osaka Yu Chemical Co., Ltd.), KAYARAD PET-30, DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
Further, polyether acrylic oligomer, polyester acrylic oligomer, polycarbonate acrylic oligomer, or polyepoxy acrylic oligomer having polyether, polyester, and polycarbonate in the main chain can also be used.
成分(B)としては、上記単官能モノマー及び上記多官能モノマーのいずれかを単独で使用してもよいし、併用して用いることもできる。
光硬化性樹脂組成物中、成分(B)の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分の全量を100質量部として、10〜69質量部、好ましくは20〜65質量部、より好ましくは25〜60質量部である。成分(B)の配合量が10質量部未満では、硬化物の耐湿熱性が低下し、フィルム状光導波路を高温高湿雰囲気中で使用した場合に、伝送特性、屈曲耐久性を良好に維持することが困難となる。一方、成分(B)の配合量が、69質量部を超えると、組成物の光硬化性が低下し、十分な機械的特性を有する硬化物(クラッド層)を形成することが困難となる。
As the component (B), any of the monofunctional monomer and the polyfunctional monomer may be used alone or in combination.
In the photocurable resin composition, the compounding amount of the component (B) is 10 to 69 parts by mass, preferably 20 to 65 parts by mass, more preferably 100 parts by mass based on the total solid content of the photocurable resin composition. Is 25-60 parts by mass. When the amount of component (B) is less than 10 parts by mass, the moisture and heat resistance of the cured product is lowered, and when the film-shaped optical waveguide is used in a high-temperature and high-humidity atmosphere, the transmission characteristics and the bending durability are favorably maintained. It becomes difficult. On the other hand, when the compounding quantity of a component (B) exceeds 69 mass parts, the photocurability of a composition will fall and it will become difficult to form hardened | cured material (clad layer) which has sufficient mechanical characteristics.
[成分(C)]
成分(C)は、成分(A)及び成分(B)を重合しうる活性種(ラジカル)を光によって発生することのできる光重合開始剤である。
ここで光とは、例えば赤外線、可視光線、紫外線、及びX線、電子線、α線、β線、γ線のような電離放射線を意味する。
光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、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、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられる。中でも1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等は、重合速度、溶液安定性の観点から好ましく用いられる。
[Component (C)]
Component (C) is a photopolymerization initiator that can generate an active species (radical) capable of polymerizing component (A) and component (B) by light.
Here, light means ionizing radiation such as infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and X-rays, electron beams, α rays, β rays, and γ rays.
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, acetophenone benzyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, xanthone, fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, triphenylamine, carbazole, 3- Methyl acetophenone, 4-chlorobenzophenone, 4,4′-dimethoxybenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, Michler's ketone, benzoin propyl ether, benzoin ethyl ether, benzyl dimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy 2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, thioxanthone, diethylthioxanthate 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and the like. Among these, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and the like are preferably used from the viewpoints of polymerization rate and solution stability.
成分(C)の市販品としては、例えば、Irgacure184、369、379、651、500、819、907、784、2959、CGI−1700、−1750、−1850、CG24−61、Darocur 1116、1173(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製);Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF社製);ユベクリルP36(UCB社製)等が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
本発明においては、光重合開始剤と共に光増感剤を用いることができる。光増感剤としては、例えば、トリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられる。光増感剤の市販品としては、例えば、ユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB社製)等が挙げられる。
Examples of commercially available components (C) include Irgacure 184, 369, 379, 651, 500, 819, 907, 784, 2959, CGI-1700, -1750, -1850, CG24-61, Darocur 1116, 1173 (or above). Ciba Specialty Chemicals); Lucirin TPO, LR8883, LR8970 (above, manufactured by BASF); Ubekrill P36 (manufactured by UCB), and the like.
A radical photopolymerization initiator is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
In the present invention, a photosensitizer can be used together with a photopolymerization initiator. Examples of the photosensitizer include triethylamine, diethylamine, N-methyldiethanolamine, ethanolamine, 4-dimethylaminobenzoic acid, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, and 4-dimethylaminobenzoic acid. Isoamyl etc. are mentioned. Examples of commercially available photosensitizers include Ubekryl P102, 103, 104, and 105 (above, manufactured by UCB).
光硬化性組成物中、成分(C)の配合量は、光硬化性組成物の固形分の全量を100質量部として、0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜7質量部、より好ましくは0.5〜5質量部である。上記配合量が0.1質量部未満では、硬化が十分に進行せず、十分な機械的特性を有する硬化物(コア部分及び/又はクラッド層)を形成することが困難となることがある。また、上記配合量が10質量部を超えると、光重合開始剤が、硬化物の長期の特性に悪影響を及ぼす可能性がある。 In the photocurable composition, the compounding amount of the component (C) is 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 7 parts by mass, with the total solid content of the photocurable composition being 100 parts by mass. More preferably, it is 0.5-5 mass parts. When the blending amount is less than 0.1 parts by mass, curing may not proceed sufficiently, and it may be difficult to form a cured product (core portion and / or cladding layer) having sufficient mechanical properties. Moreover, when the said compounding quantity exceeds 10 mass parts, a photoinitiator may have a bad influence on the long-term characteristic of hardened | cured material.
[任意成分]
[成分(D)]
光硬化性樹脂組成物には、必要に応じて有機溶媒(成分(D))を配合することができる。有機溶媒を配合することにより、適当な粘度を付与して、均一な厚さを有するコア部分及び/又はクラッド層を形成することができる。
有機溶媒の種類は、本発明の目的、効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、大気圧下での沸点が50〜200℃の範囲内の値を有し、かつ、各構成成分を均一に溶解させるものが好ましい。
有機溶媒の好ましい例としては、アルコール類、エーテル類、エステル類、及びケトン類が挙げられる。有機溶媒の好ましい化合物名としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、トルエン、キシレン、及びメタノールからなる群より選択される少なくとも1つの溶剤が挙げられる。
有機溶媒の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分の全量を100質量部として、好ましくは5〜500質量部、より好ましくは10〜300質量部、特に好ましくは20〜200質量部である。該量が5質量部未満では、光硬化性樹脂組成物の粘度の調整が困難となることがある。該量が500質量部を超えると、十分な厚さを有するコア部分及び/又はクラッド層を形成することが困難なことがある。
[Optional ingredients]
[Component (D)]
An organic solvent (component (D)) can be mix | blended with a photocurable resin composition as needed. By blending an organic solvent, an appropriate viscosity can be imparted to form a core portion and / or a clad layer having a uniform thickness.
The type of the organic solvent can be appropriately selected within a range that does not impair the object and effect of the present invention, but has a boiling point within the range of 50 to 200 ° C. under atmospheric pressure, and each constituent component Those that dissolve uniformly are preferred.
Preferable examples of the organic solvent include alcohols, ethers, esters, and ketones. The preferred compound name of the organic solvent is at least one selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, toluene, xylene, and methanol. A solvent is mentioned.
The blending amount of the organic solvent is preferably 5 to 500 parts by mass, more preferably 10 to 300 parts by mass, and particularly preferably 20 to 200 parts by mass based on 100 parts by mass of the total solid content of the photocurable resin composition. is there. If the amount is less than 5 parts by mass, it may be difficult to adjust the viscosity of the photocurable resin composition. When the amount exceeds 500 parts by mass, it may be difficult to form a core portion and / or a cladding layer having a sufficient thickness.
[成分(E)]
光硬化性樹脂組成物は、不飽和基含有ポリマー(成分(E))を含まないか、または、含むとしても少量であることが好ましい。
また、不飽和基含有ポリマー(成分(E))を含む場合、成分(E)の配合量は、成分(A)の配合量よりも少ないことが好ましい。
光硬化性樹脂組成物中、不飽和基含有ポリマーの配合割合は、光硬化性樹脂組成物の固形分を100質量部として、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。上記配合割合が40質量部を超えると、屈曲耐久性が低下する場合がある。
なお、不飽和基含有ポリマーの例として、不飽和基含有(メタ)アクリレート系ポリマーが挙げられる。
ここで、不飽和基含有(メタ)アクリレート系ポリマーにおける「不飽和基」としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等のエチレン性不飽和基等が挙げられる。
また、不飽和基含有(メタ)アクリレート系ポリマーにおける「(メタ)アクリレート系」とは、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートを、当該ポリマーを構成する単量体の全量中に50質量%以上の含有率で使用していることを意味する。
[Component (E)]
It is preferable that the photocurable resin composition does not contain an unsaturated group-containing polymer (component (E)) or a small amount even if it is contained.
Moreover, when an unsaturated group containing polymer (component (E)) is included, it is preferable that the compounding quantity of a component (E) is less than the compounding quantity of a component (A).
In the photocurable resin composition, the blending ratio of the unsaturated group-containing polymer is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 100 parts by mass of the solid content of the photocurable resin composition. Is 20 parts by mass or less, particularly preferably 10 parts by mass or less. When the said mixture ratio exceeds 40 mass parts, bending durability may fall.
In addition, an unsaturated group containing (meth) acrylate type polymer is mentioned as an example of an unsaturated group containing polymer.
Here, examples of the “unsaturated group” in the unsaturated group-containing (meth) acrylate polymer include ethylenically unsaturated groups such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group.
In addition, the “(meth) acrylate” in the unsaturated group-containing (meth) acrylate polymer means a (meth) acrylate such as methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate or the like constituting the polymer. It means that it is used at a content of 50% by mass or more in the total amount of the monomer.
不飽和基含有ポリマーの一例としては、下記一般式(1)で表される繰り返し単位と、下記一般式(2)で表される繰り返し単位とを含む重合体(例えば、ランダム共重合体)が挙げられる。
上記不飽和基含有ポリマーとしては、例えば、水酸基を有するラジカル重合性化合物、及び一般式(2)に対応するラジカル重合性化合物を、溶媒中でラジカル重合用の触媒存在下でラジカル重合した後、得られた共重合体の側鎖の水酸基に対して、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するイソシアネートを付加させて得られたものが挙げられる。
上記水酸基を有するラジカル重合性化合物としては、例えば、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)アクリレート等が挙げられる。
上記一般式(2)に対応するラジカル重合性化合物としては、例えば、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、スチレン、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノキシエチルアクリレート、α−メチルスチレン等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイルオキシ基を有するイソシアネートとしては、例えば、2−メタクリロキシエチルイソシアネート等が挙げられる。
上記不飽和基含有ポリマーのポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは5,000〜100,000、より好ましくは8,000〜70,000、特に好ましくは10,000〜50,000である。
As the unsaturated group-containing polymer, for example, after radical polymerization of a radical polymerizable compound having a hydroxyl group and a radical polymerizable compound corresponding to the general formula (2) in the presence of a catalyst for radical polymerization in a solvent, What was obtained by adding the isocyanate which has a (meth) acryloyloxy group with respect to the hydroxyl group of the side chain of the obtained copolymer is mentioned.
Examples of the radical polymerizable compound having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like.
Examples of the radical polymerizable compound corresponding to the general formula (2) include dicyclopentanyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, styrene, 4- (1-methyl- 1-phenylethyl) phenoxyethyl acrylate, α-methylstyrene and the like.
Examples of the isocyanate having the (meth) acryloyloxy group include 2-methacryloxyethyl isocyanate.
The polystyrene-converted weight average molecular weight of the unsaturated group-containing polymer is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 8,000 to 70,000, and particularly preferably 10,000 to 50,000.
本発明の光硬化性樹脂組成物には、前記成分以外に、必要に応じて本発明の樹脂組成物の特性を損なわない範囲で、例えば、成分(A)〜(E)以外の重合性反応基を有する化合物や、高分子樹脂(例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリクロロプレン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、石油樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂、セルロース樹脂、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー)等を配合することができる。 In the photocurable resin composition of the present invention, in addition to the above-described components, for example, polymerizable reactions other than the components (A) to (E), for example, within a range that does not impair the characteristics of the resin composition of the present invention. Group-containing compounds and polymer resins (for example, epoxy resins, acrylic resins, polyamide resins, polyamideimide resins, polyurethane resins, polybutadiene resins, polychloroprene resins, polyether resins, polyester resins, styrene-butadiene block copolymers, Petroleum resin, xylene resin, ketone resin, cellulose resin, fluorine-based polymer, silicone-based polymer) and the like can be blended.
さらにまた、本発明の光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて各種添加剤として、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、無機粒子、老化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等を配合することができる。
光硬化性樹脂組成物を調製するには、常法にしたがって前記の各成分を混合撹拌すればよい。
Furthermore, the photo-curable resin composition of the present invention includes, as necessary, various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a silane coupling agent, a coating surface improver, and a thermal polymerization inhibitor. , Leveling agents, surfactants, colorants, storage stabilizers, plasticizers, lubricants, fillers, inorganic particles, anti-aging agents, wettability improvers, antistatic agents, and the like.
In order to prepare the photocurable resin composition, the above-described components may be mixed and stirred according to a conventional method.
次に、図面を参照しつつ、本発明のフィルム状光導波路の一例を説明する。
図1は、本発明のフィルム状光導波路の一例を模式的に示す断面図である。
図2は、本発明のフィルム状光導波路の製造方法の一例を示すフロー図である。
Next, an example of the film-like optical waveguide of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of the film-like optical waveguide of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the method for producing a film-shaped optical waveguide of the present invention.
[フィルム状光導波路の構造]
図1中、フィルム状光導波路24は、コア部分20と、クラッド層(下部クラッド層12、及び上部クラッド層22)とから構成されている。下部クラッド層12は、基板10の上面に積層して形成されており、この下部クラッド層12の上面には、特定の幅を有するコア部分20が形成されている。コア部分20及び下部クラッド層12の上面には、上部クラッド層22が積層して形成されている。なお、コア部分20は、光導波路24の外形を形成する下部クラッド層12及び上部クラッド層22の中に埋設されている。
本発明において、コア部分20、下部クラッド層12及び上部クラッド層22のうち少なくとも1つは、上述の光硬化性樹脂組成物の硬化物からなる。本発明において、下部クラッド層12及び上部クラッド層22の両方が上述の光硬化性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましく、より好ましくは、コア部分20、下部クラッド層12及び上部クラッド層22のすべてが、上述のコア形成用光硬化性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましい。
下部クラッド層12、及び上部クラッド層22の各々の厚さは、特に限定されないが、例えば1〜200μmであり、好ましくは1〜50μm、より好ましくは1〜25μm、特に好ましくは1〜15μmである。コア部分20の厚さは、特に限定されないが、例えば1〜200μmであり、好ましくは1〜150μm、より好ましくは1〜100μm、特に好ましくは1〜70μmである。コア部分20の幅は、特に限定されないが、例えば、1〜200μmである。
コア部分20の屈折率は、下部クラッド層12及び上部クラッド層22のいずれの屈折率よりも大きいものであることが必要である。例えば、波長400〜1,600nmの光に対して、コア部分20の屈折率が1.420〜1.650、下部クラッド層12及び上部クラッド層22の屈折率が1.400〜1.648であり、かつ、コア部分20の屈折率が、2つのクラッド層のいずれの屈折率よりも少なくとも0.1%大きな値であることが好ましい。
[Structure of film-shaped optical waveguide]
In FIG. 1, a film-like
In the present invention, at least one of the
The thickness of each of the lower cladding layer 12 and the
The refractive index of the
コア部分20及びクラッド層(下部クラッド層12及び上部クラッド層22)は、高い透明性を有する。具体的には、コア部分及びクラッド層は、10μmの厚みを有する場合に、405nmの波長の光に対して、80%以上、好ましくは90%以上の透過率を有する。
コア部分及びクラッド層が高い透明性を有することによって、フィルム状光導波路の下面に、面発光レーザ等の発光素子や、フォトダイオード等の受光素子を接合して、電気/光信号を変換するインターフェースを形成するときに、フィルム状光導波路を上方から透視して、発光素子や受光素子の位置と、フィルム状光導波路中のコア部分の位置とを正確に合わせることができる。
また、コア部分及びクラッド層が高い透明性を有することによって、光信号に使用される波長領域の光に対して高い透過率を発現することができ、発光素子からの光信号がクラッド層を通過してコア部分に到達する際の、光の損失、及び、コア部分からの光信号がクラッド層を通過して受光素子に到達する際の、光の損失を極めて小さくすることができる。
The
An interface that converts electrical / optical signals by bonding a light emitting element such as a surface emitting laser or a light receiving element such as a photodiode to the lower surface of the film-like optical waveguide by having high transparency in the core portion and the cladding layer. When the film-shaped optical waveguide is formed, the position of the light-emitting element and the light-receiving element can be accurately aligned with the position of the core portion in the film-shaped optical waveguide by seeing through the film-shaped optical waveguide from above.
In addition, since the core portion and the cladding layer have high transparency, a high transmittance can be expressed for light in the wavelength region used for the optical signal, and the optical signal from the light emitting element passes through the cladding layer. Thus, the loss of light when reaching the core portion and the loss of light when the optical signal from the core portion reaches the light receiving element through the cladding layer can be extremely reduced.
[フィルム状光導波路の製造方法]
本発明のフィルム状光導波路24の製造方法は、下部クラッド層12を形成する工程と、コア部分20を形成する工程と、上部クラッド層22を形成する工程を含む。
なお、光導波路を構成する下部クラッド層12、コア部分20、及び上部クラッド層22の各部を形成するための光硬化性樹脂組成物は、各々、便宜上、下層用組成物、コア用組成物及び上層用組成物と称する。
(1)光硬化性樹脂組成物の調製
下層用組成物及び上層用組成物の各々の成分組成は、特に限定されるものではないが、経済上及び製造管理上、同一の光硬化性樹脂組成物であることが好ましい。
下層用組成物及び上層用組成物の粘度は、好ましくは1〜10,000cps(25℃)、より好ましくは5〜8,000cps(25℃)、特に好ましくは10〜5,000cps(25℃)である。粘度がこの範囲外であると、光硬化性樹脂組成物の取り扱いが困難になったり、均一な塗膜を形成することが困難なことがある。なお、粘度は、有機溶媒等の配合量を変えることによって、適宜調整することができる。
また、下層用組成物、コア用組成物及び上層用組成物の各々の成分組成は、下部クラッド層12、コア部分20、及び上部クラッド層22の各部の屈折率の関係が、光導波路に要求される条件を満足するように定められる。具体的には、屈折率の差が適宜の大きさとなるような二種または三種の光硬化性樹脂組成物を調製し、このうち、最も高い屈折率の硬化膜を与える光硬化性樹脂組成物をコア用組成物とし、他の光硬化性樹脂組成物を下層用組成物及び上層用組成物として用いる。
[Method for producing film-shaped optical waveguide]
The method for manufacturing the film-shaped
In addition, the photocurable resin composition for forming each part of the lower clad layer 12, the
(1) Preparation of photocurable resin composition The component composition of each of the lower layer composition and the upper layer composition is not particularly limited, but is the same photocurable resin composition in terms of economy and production management. It is preferable that it is a thing.
The viscosity of the lower layer composition and the upper layer composition is preferably 1 to 10,000 cps (25 ° C.), more preferably 5 to 8,000 cps (25 ° C.), and particularly preferably 10 to 5,000 cps (25 ° C.). It is. When the viscosity is outside this range, it may be difficult to handle the photocurable resin composition or to form a uniform coating film. In addition, a viscosity can be suitably adjusted by changing compounding quantities, such as an organic solvent.
In addition, each component composition of the lower layer composition, the core composition, and the upper layer composition is required for the optical waveguide to have a refractive index relationship between the lower clad layer 12, the
(2)基板の準備
図2中の(a)に示すように、平坦な表面を有する基板10を用意する。この基板10の種類としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、ガラス基板、PETフィルム、ポリイミドフィルム等を用いることができる。
(2) Preparation of Substrate As shown in FIG. 2A, a
(3)下部クラッド層の形成工程
基板10の上面に、下部クラッド層12を形成する工程である。具体的には、基板10の表面に下層用組成物を塗布し、乾燥またはプリベークして下層用薄膜を形成する。この下層用薄膜に光を照射して硬化させ、硬化体である下部クラッド層12を形成する(図2中の(b)参照)。なお、下部クラッド層12の形成工程においては、薄膜の全面に光を照射し、その全体を硬化することが好ましい。
下層用組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、インクジェット法等のいずれかの方法を用いることができる。このうち、均一な厚さの下層用薄膜が得られることから、スピンコート法を採用することが好ましい。
また、下層用組成物のレオロジー特性を塗布方法に応じた適切なものとするために、下層用組成物には、各種レベリング剤、チクソ付与剤、フィラー、有機溶媒、界面活性剤等を必要に応じて配合することが好ましい。下層用組成物からなる下層用薄膜は、塗布後、有機溶剤等を除去する目的で必要に応じて50〜150℃の温度でプリベークすることが好ましい。
(3) Formation process of lower cladding layer In this process, the lower cladding layer 12 is formed on the upper surface of the
As a method for applying the composition for the lower layer, any one of a spin coating method, a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a gravure printing method, a silk screen method, an ink jet method and the like is used. be able to. Among these, since a thin film for a lower layer having a uniform thickness can be obtained, it is preferable to employ a spin coating method.
In addition, in order to make the rheological properties of the lower layer composition suitable for the coating method, the lower layer composition requires various leveling agents, thixotropic agents, fillers, organic solvents, surfactants, etc. It is preferable to mix according to this. It is preferable to pre-bake the thin film for lower layers which consists of a composition for lower layers at the temperature of 50-150 degreeC as needed for the purpose of removing an organic solvent etc. after application | coating.
下部クラッド層12を形成する際の光の照射量は、特に限定されるものではないが、波長200〜450nm、照度1〜500mW/cm2の光を、照射量が10〜5,000mJ/cm2となるように照射して露光することが好ましい。
照射する光の種類としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等を用いることができるが、特に紫外線が好ましい。光の照射装置としては、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ等を用いることが好ましい。
また露光の際、必要に応じて露光雰囲気を窒素気流下にすることで、硬化性を向上させることができる。
また、露光後に、さらに加熱処理(ポストベーク)を行うこともできる。この加熱条件は、光硬化性樹脂組成物の成分組成等により異なるが、通常、30〜250℃、好ましくは50〜200℃、より好ましくは100〜150℃で、例えば5分間〜72時間の加熱時間とすればよい。加熱処理(ポストベーク)を行なうことによって、塗膜全面を十分に硬化させることができる。
なお、下部クラッド層12の形成工程における組成物の塗布方法、光の照射量、種類、及び光(紫外線)の照射装置、プリベーク及びポストベークの条件等は、後述する上部クラッド層22の形成工程においても同様である。
The irradiation amount of light when forming the lower cladding layer 12 is not particularly limited, but light having a wavelength of 200 to 450 nm and an illuminance of 1 to 500 mW / cm 2 is irradiated with an irradiation amount of 10 to 5,000 mJ / cm. It is preferable to perform exposure by irradiating so as to be 2 .
Visible light, ultraviolet rays, infrared rays, X-rays, α rays, β rays, γ rays and the like can be used as the type of light to be irradiated, and ultraviolet rays are particularly preferable. As the light irradiation device, for example, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an excimer lamp or the like is preferably used.
Moreover, at the time of exposure, sclerosis | hardenability can be improved by making exposure atmosphere into nitrogen stream as needed.
Further, after the exposure, a heat treatment (post-bake) can be further performed. Although this heating condition changes with component composition etc. of a photocurable resin composition, it is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 50-200 degreeC, More preferably, it is 100-150 degreeC, for example, for 5 minutes-72 hours of heating. Time can be taken. By performing the heat treatment (post-bake), the entire surface of the coating film can be sufficiently cured.
In addition, the coating method of the composition in the formation process of the lower clad layer 12, the amount of light irradiation, the type, the light (ultraviolet) irradiation device, the pre-bake and post-bake conditions, etc. The same applies to.
(4)コア部分の形成工程
次に、下部クラッド層12の上面に、図2中の(c)に示すように、コア用組成物を塗布し、乾燥またはプリベークしてコア用薄膜14を形成する。その後、図2中の(d)に示すように、コア用薄膜10の上面に対して、所定のパターンに従って、例えば所定のラインパターンを有するフォトマスク18を介して光16の照射(露光)を行う。これにより、コア用薄膜14のうち、光が照射された箇所のみが硬化するので、それ以外の未硬化の部分を現像処理して除去することにより、図2中の(e)に示すように、下部クラッド層12上に、パターニングされた硬化膜からなるコア部分20を形成することができる。
本工程における現像処理の詳細は、次のとおりである。
現像処理は、所定のパターンに従ってパターン露光し、選択的に硬化させた薄膜に対して、硬化部分と未硬化部分との溶解性の差異を利用して、現像液を用いて未硬化部分のみの除去を行なうものである。つまり、パターン露光後、未硬化部分を除去し、かつ、硬化部分を残存させて、結果的にコア部分を形成させるものである。
(4) Core Part Formation Step Next, as shown in FIG. 2C, the core composition is applied to the upper surface of the lower cladding layer 12 and dried or prebaked to form the core thin film 14. To do. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the upper surface of the core
The details of the development processing in this step are as follows.
The development process is carried out in accordance with a predetermined pattern, and for the thin film selectively cured, using the difference in solubility between the cured portion and the uncured portion, only the uncured portion is developed using a developer. The removal is performed. That is, after pattern exposure, the uncured portion is removed and the cured portion is left, resulting in the formation of the core portion.
現像処理に用いる現像液としては、有機溶媒を用いることができる。有機溶媒の例としては、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
現像時間は、通常30〜600秒間である。現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー現像法等の公知の方法を採用することができる。現像後、そのまま風乾することによって、有機溶媒が除去されて、パターン状の薄膜が形成される。
パターン状の薄膜(パターニング部)の形成後、このパターニング部を加熱処理(ポストベーク)する。この加熱条件は、光硬化性樹脂組成物の成分組成等により異なるが、通常、30〜250℃、好ましくは50〜200℃、より好ましくは100〜150℃の加熱温度で、例えば5分間〜10時間の加熱時間とすればよい。加熱処理(ポストベーク)を行なうことによって、塗膜全面を十分に硬化させることができる。
An organic solvent can be used as the developer used in the development process. Examples of the organic solvent include acetone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
The development time is usually 30 to 600 seconds. As a developing method, a known method such as a liquid piling method, a dipping method, or a shower developing method can be employed. After the development, the organic solvent is removed by air drying as it is, and a patterned thin film is formed.
After the formation of the patterned thin film (patterning portion), the patterning portion is heat-treated (post-baked). Although this heating condition changes with component composition etc. of a photocurable resin composition, it is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 50-200 degreeC, More preferably, it is 100-150 degreeC, for example, for 5 minutes-10 minutes. The heating time of time may be used. By performing the heat treatment (post-bake), the entire surface of the coating film can be sufficiently cured.
本工程において、所定のパターンに従って光の照射を行う方法としては、光の透過部と非透過部とからなるフォトマスク18を用いる方法に限られず、例えば、以下に示すa〜cの方法のいずれかを採用してもよい。
a.液晶表示装置と同様の原理を利用して、所定のパターンに従って光透過領域と光不透過領域とからなるマスク像を電気光学的に形成する手段を利用する方法。
b.多数の光ファイバーを束ねてなる導光部材を用い、この導光部材における所定のパターンに対応する光ファイバーを介して光を照射する方法。
c.レーザー光、あるいはレンズ、ミラー等の集光性光学系により得られる収束性の光を、走査させながら光硬化性樹脂組成物に照射する方法。
In this step, the method of irradiating light according to a predetermined pattern is not limited to the method using the
a. A method using electro-optical means for forming a mask image composed of a light transmitting region and a light non-transmitting region in accordance with a predetermined pattern using the same principle as that of a liquid crystal display device.
b. A method of irradiating light through an optical fiber corresponding to a predetermined pattern in the light guide member using a light guide member formed by bundling a large number of optical fibers.
c. A method of irradiating a photocurable resin composition while scanning a laser beam or convergent light obtained by a condensing optical system such as a lens or a mirror.
(5)上部クラッド層の形成工程
コア部分20及び下部クラッド層12の上面に、上部クラッド層22を形成する工程である。具体的には、コア部分20及び下部クラッド層12の上面に上層用組成物を塗布し、乾燥またはプリベークして上層用薄膜を形成し、この上層用薄膜に光を照射して硬化させることによって、硬化体である上部クラッド層22を形成する(図2(f)参照)。なお、上部クラッド層22の形成工程においては、薄膜の全面に光を照射し、その全体を硬化することが好ましい。露光後に、さらに、加熱処理(ポストベーク)を行ってもよい。
なお、上述のように、上部クラッド層22を形成する際の、上層用組成物の塗布方法、プリベークの条件、光の照射量及び種類、光の照射装置、ポストベークの条件等は、上述の下部クラッド層12の形成工程と同様である。
その後、基板10を剥離せずにそのまま(図2中の(f))とするか、あるいは基板10を剥離すると(図示しない)、フィルム状光導波路24が得られる。
(5) Upper Cladding Layer Forming Step In this step, the upper clad
As described above, the upper-layer composition coating method, pre-bake conditions, light irradiation amount and type, light irradiation apparatus, post-bake conditions, and the like when forming the
Thereafter, when the
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
[1.コア部分用光硬化性樹脂組成物及びクラッド層用光硬化性樹脂組成物の用意]
成分(A)〜(E)として、以下の材料を用意した。
[成分(A)]
攪拌機を備えた反応容器に、イソホロンジイソシアネート16.6質量部、数平均分子量が2,000のポリプロピレングリコール74.7質量部、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.01質量部を仕込み、5〜10℃に冷却した。撹拌しながらジラウリル酸ジ−n−ブチル錫0.05質量部を加え、温度が30℃以下に保たれるように調整しながら2時間撹拌した後、50℃まで昇温しさらに2時間撹拌した。続いて、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.7質量部(以上の合計量100質量部)を滴下し、滴下終了後、50℃で1時間反応させ、さらに65℃まで昇温し2時間反応させた。残留イソシアネートが0.1質量%以下になった時を反応終了とし、化合物A−1を得た。
同様の方法にて化合物A−2〜A−8を得た。
化合物A−1〜A−8の製造に用いた原料名及び配合量を、表1に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[1. Preparation of photocurable resin composition for core portion and photocurable resin composition for clad layer]
The following materials were prepared as components (A) to (E).
[Component (A)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 16.6 parts by mass of isophorone diisocyanate, 74.7 parts by mass of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2,000, 0.01 parts by mass of 2,6-di-t-butyl-p-cresol Was cooled to 5 to 10 ° C. While stirring, 0.05 parts by mass of di-n-butyltin dilaurate was added and the mixture was stirred for 2 hours while adjusting the temperature to be kept at 30 ° C. or lower, and then the temperature was raised to 50 ° C. and further stirred for 2 hours. . Subsequently, 8.7 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate (the total amount of 100 parts by mass above) was added dropwise, and after completion of the addition, the mixture was reacted at 50 ° C. for 1 hour, further heated to 65 ° C. and reacted for 2 hours. . The reaction was terminated when the residual isocyanate was 0.1% by mass or less to obtain Compound A-1.
Compounds A-2 to A-8 were obtained in the same manner.
Table 1 shows the raw material names and blending amounts used for the production of Compounds A-1 to A-8.
[成分(B)]
(1)N−ビニルカプロラクタム;ISP社製、V−CAP(商品名)
(2)N−ビニル−2−ピロリドン;ISP社製、V−PYROL(商品名)
(3)イソボルニルアクリレート;大阪有機化学工業社製、IBXA(商品名)
(4)ビスフェノールA EO付加物ジアクリレート;大阪有機化学工業社製、ビスコート700(商品名)
(5)2,2−ビス‐4(2‐ヒドロキシ‐3‐アクリロキシプロピルフェニル)プロパン;昭和高分子社製、VR−77(商品名)
(6)1,6−ヘキサンジオールジアクリレート;共栄社化学社製、ライトアクリレート1,6−HX−A(商品名)
(7)1,9−ノナンジオールジアクリレート;大阪有機化学工業社製、ビスコート260(商品名)
(8)EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート;大阪有機化学工業社製、ビスコート360(商品名)
(9)トリス(アクリロキシ)イソシアヌレート;東亞合成社製、アロニックスM−315(商品名)
(10)ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート;日本化薬社製、KAYARAD DPHA(商品名)
(11)9,9−ビス[4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル]フルオレン;新中村化学工業製、 NKエステル A−BPEF(商品名)
[Component (B)]
(1) N-vinylcaprolactam; V-CAP (trade name) manufactured by ISP
(2) N-vinyl-2-pyrrolidone; V-PYROL (trade name) manufactured by ISP
(3) Isobornyl acrylate; manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., IBXA (trade name)
(4) Bisphenol A EO adduct diacrylate; manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., Biscoat 700 (trade name)
(5) 2,2-bis-4 (2-hydroxy-3-acryloxypropylphenyl) propane; manufactured by Showa Polymer Co., Ltd., VR-77 (trade name)
(6) 1,6-hexanediol diacrylate; manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.,
(7) 1,9-nonanediol diacrylate; manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., Biscoat 260 (trade name)
(8) EO-modified trimethylolpropane triacrylate; manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., Biscoat 360 (trade name)
(9) Tris (acryloxy) isocyanurate; manufactured by Toagosei Co., Ltd., Aronix M-315 (trade name)
(10) Dipentaerythritol hexaacrylate; KAYARAD DPHA (trade name) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
(11) 9,9-bis [4- (2-acryloxyethoxy) phenyl] fluorene; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester A-BPEF (trade name)
[成分(C)]
(1)Irgacure369;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
(2)Irgacure184;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
[Component (C)]
(1) Irgacure 369; 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, manufactured by Ciba Specialty Chemicals (2) Irgacure 184; 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, Ciba Made by Specialty Chemicals
[成分(D)]
(1)メチルイソブチルケトン;ダイアケミカル社製
(2)メトキシプロピルアセテート;ダイセル化学工業社製、MMPGAC(商品名)
[Component (D)]
(1) Methyl isobutyl ketone; manufactured by Diachemical Co., Ltd. (2) methoxypropyl acetate; manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., MPGPAC (trade name)
[成分(E)]
調製例1
ドライアイス/メタノール還流器の付いたフラスコを窒素置換した後、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.5g、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン90gを仕込み、重合開始剤が溶解するまで攪拌した。引き続いて、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20g、ジシクロペンタニルアクリレート25g、メチルメタクリレート40g、及びn−ブチルアクリレート15gを仕込んだ後、緩やかに攪拌を始めた。その後、溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度で6時間重合を行った。その後、得られた溶液にジラウリル酸ジ−n−ブチル錫0.12g、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.05gを仕込み、攪拌しながら2−メタクリロキシエチルイソシアネート23.7gを温度が60℃以下に保たれるように滴下した。滴下終了後、60℃で5時間反応させ、側鎖にメタクリル基を有するポリマー溶液を得た。その後、反応生成物を多量のヘキサンに滴下して反応生成物を凝固させた。さらに、この凝固物と同質量のテトラヒドロフランに再溶解し、多量のヘキサンで再度凝固させた。この再溶解−凝固操作を計3回行った後、得られた凝固物を40℃で48時間真空乾燥して、目的とする共重合体E−1を得た。
[Component (E)]
Preparation Example 1
A flask equipped with a dry ice / methanol reflux was purged with nitrogen, and then 1.5 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as a polymerization initiator and 90 g of methyl isobutyl ketone as an organic solvent were charged and polymerized. Stir until the initiator is dissolved. Subsequently, 20 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 25 g of dicyclopentanyl acrylate, 40 g of methyl methacrylate, and 15 g of n-butyl acrylate were charged, and then gently stirring was started. Thereafter, the temperature of the solution was raised to 70 ° C., and polymerization was carried out at this temperature for 6 hours. Thereafter, 0.12 g of di-n-butyltin dilaurate and 0.05 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol were charged into the obtained solution, and 23.7 g of 2-methacryloxyethyl isocyanate was stirred. Was added dropwise so that the temperature was kept at 60 ° C. or lower. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 60 ° C. for 5 hours to obtain a polymer solution having a methacryl group in the side chain. Thereafter, the reaction product was dropped into a large amount of hexane to solidify the reaction product. Further, it was redissolved in tetrahydrofuran having the same mass as the coagulated product and coagulated again with a large amount of hexane. After this re-dissolution-coagulation operation was performed three times in total, the obtained coagulated product was vacuum-dried at 40 ° C. for 48 hours to obtain the desired copolymer E-1.
調製例2
ドライアイス/メタノール還流器の付いたフラスコを窒素置換した後、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3g、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン100gを仕込み、重合開始剤が溶解するまで攪拌した。引き続いて、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20g、メタクリル酸10g、ジシクロペンタニルアクリレート10g、スチレン25g、及びn−ブチルアクリレート35gを仕込んだ後、緩やかに攪拌を始めた。その後、溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度で6時間重合を行った。その後、得られた溶液にジラウリル酸ジ−n−ブチル錫0.13g、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.05gを仕込み、攪拌しながら2−メタクリロキシエチルイソシアネート23.7gを温度が60℃以下に保たれるように滴下した。滴下終了後、60℃で5時間反応させ、側鎖にメタクリル基を有するポリマー溶液を得た。その後、反応生成物を多量のヘキサンに滴下して反応生成物を凝固させた。さらに、この凝固物と同質量のテトラヒドロフランに再溶解し、多量のヘキサンで再度凝固させた。この再溶解−凝固操作を計3回行った後、得られた凝固物を40℃で48時間真空乾燥して、目的とする共重合体E−2を得た。
Preparation Example 2
After replacing the flask equipped with a dry ice / methanol reflux with nitrogen, charge 3 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator and 100 g of methyl isobutyl ketone as an organic solvent until the polymerization initiator is dissolved. Stir. Subsequently, 20 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 10 g of methacrylic acid, 10 g of dicyclopentanyl acrylate, 25 g of styrene, and 35 g of n-butyl acrylate were added, and stirring was started gently. Thereafter, the temperature of the solution was raised to 80 ° C., and polymerization was carried out at this temperature for 6 hours. Thereafter, 0.13 g of di-n-butyltin dilaurate and 0.05 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol were charged into the obtained solution, and 23.7 g of 2-methacryloxyethyl isocyanate was stirred. Was added dropwise so that the temperature was kept at 60 ° C. or lower. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 60 ° C. for 5 hours to obtain a polymer solution having a methacryl group in the side chain. Thereafter, the reaction product was dropped into a large amount of hexane to solidify the reaction product. Further, it was redissolved in tetrahydrofuran having the same mass as the coagulated product and coagulated again with a large amount of hexane. After performing this re-dissolution-coagulation operation three times in total, the obtained coagulated product was vacuum-dried at 40 ° C. for 48 hours to obtain the desired copolymer E-2.
調製例3
ドライアイス/メタノール還流器の付いたフラスコを窒素置換した後、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3g、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン100gを仕込み、重合開始剤が溶解するまで攪拌した。引き続いて、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20g、スチレン25g、n−ブチルアクリレート5g、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノキシエチルアクリレート35g、メタクリル酸15gを、仕込んだ後、緩やかに攪拌を始めた。その後、溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度で6時間重合を行い、室温まで冷却した後、得られた溶液に2−ヒドロキシエチルメタクリレートと当量の2−メタクリロキシエチルイソシアネート23.7g、ジラウリル酸ジ−n−ブチル錫0.13g、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.05gを仕込み、溶液の温度を60℃に上昇させ、この温度で6時間重合を行い、側鎖にメタクリロイル基を有するポリマー溶液を得た。その後、反応生成物を多量のヘキサンに滴下して反応生成物を凝固させた。さらに、この凝固物と同質量のテトラヒドロフランに再溶解し、多量のヘキサンで再度凝固させた。この再溶解−凝固操作を計3回行った後、得られた凝固物を40℃で48時間真空乾燥して、目的とする共重合体E−3を得た。
共重合体E−1、E−2、E−3の製造に用いた前記の原料名及び配合量を表2に示す。
Preparation Example 3
After replacing the flask equipped with a dry ice / methanol reflux with nitrogen, charge 3 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator and 100 g of methyl isobutyl ketone as an organic solvent until the polymerization initiator is dissolved. Stir. Subsequently, 20 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 25 g of styrene, 5 g of n-butyl acrylate, 35 g of 4- (1-methyl-1-phenylethyl) phenoxyethyl acrylate, and 15 g of methacrylic acid were charged, and then gently stirred. It was. Thereafter, the temperature of the solution was raised to 80 ° C., polymerization was performed at this temperature for 6 hours, and after cooling to room temperature, 23.7 g of 2-methacryloxyethyl isocyanate equivalent to 2-hydroxyethyl methacrylate was added to the resulting solution, 0.13 g of di-n-butyltin dilaurate and 0.05 g of 2,6-di-t-butyl-p-cresol were charged, the temperature of the solution was raised to 60 ° C., and polymerization was performed at this temperature for 6 hours. A polymer solution having a methacryloyl group in the side chain was obtained. Thereafter, the reaction product was dropped into a large amount of hexane to solidify the reaction product. Further, it was redissolved in tetrahydrofuran having the same mass as the coagulated product and coagulated again with a large amount of hexane. After this re-dissolution / coagulation operation was performed three times in total, the obtained coagulated product was vacuum-dried at 40 ° C. for 48 hours to obtain the desired copolymer E-3.
Table 2 shows the raw material names and blending amounts used for the production of the copolymers E-1, E-2, and E-3.
表3に示す配合割合で、上述の成分(A)(化合物A−1〜A−8)、並びに成分(B)〜(D)または成分(B)〜(E)を均一に混合して、コア部分用光硬化性樹脂組成物及びクラッド層用光硬化性樹脂組成物J−1〜J−11を得た。 In the blending ratio shown in Table 3, the above-mentioned component (A) (compounds A-1 to A-8) and components (B) to (D) or components (B) to (E) are uniformly mixed, The photocurable resin composition for core part and the photocurable resin composition J-1 to J-11 for clad layers were obtained.
[3.フィルム状光導波路の形成]
[実施例1]
(1)下部クラッド層の形成
下層用光硬化性樹脂組成物J−1をシリコン基板の上面に、スピンコータで塗布し、次いで、光硬化性樹脂組成物J−1からなる塗膜に、波長365nm、照度20mW/cm2の紫外線を100秒間照射して、光硬化させ、厚さ10μmの下部クラッド層を形成した。
(2)コア部分の形成
コア部分用光硬化性樹脂組成物J−11を下部クラッド層上に、スピンコータで塗布し、100℃、10分間の条件でプリベークした。次いで、コア部分用光硬化性樹脂組成物からなる厚さ50μmの塗膜に、幅50μmのライン状パターンを有するフォトマスクを介して、波長365nm、照度20mW/cm2の紫外線を75秒間照射して、光硬化させた。そして、硬化させた塗膜を有する基板をアセトンからなる現像液中に浸漬して、塗膜の未露光部を溶解させた。その後、150℃、1時間の条件で、ポストベークをすることにより、幅50μmのライン状パターンを有するコア部分を形成した。
[3. Formation of film-like optical waveguide]
[Example 1]
(1) Formation of lower clad layer The lower layer photocurable resin composition J-1 was applied to the upper surface of a silicon substrate with a spin coater, and then applied to the coating film made of the photocurable resin composition J-1 with a wavelength of 365 nm. Then, ultraviolet rays having an illuminance of 20 mW / cm 2 were irradiated for 100 seconds and photocured to form a lower cladding layer having a thickness of 10 μm.
(2) Formation of core part The core part photocurable resin composition J-11 was applied onto the lower clad layer with a spin coater and prebaked at 100 ° C for 10 minutes. Next, an ultraviolet ray having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 20 mW / cm 2 is irradiated for 75 seconds on a 50 μm-thick coating film made of the photocurable resin composition for the core part through a photomask having a line-shaped pattern having a width of 50 μm. And photocured. And the board | substrate which has the hardened coating film was immersed in the developing solution which consists of acetone, and the unexposed part of the coating film was dissolved. Thereafter, post-baking was performed at 150 ° C. for 1 hour to form a core portion having a line pattern having a width of 50 μm.
(3)上部クラッド層の形成
上層用光硬化性樹脂組成物J−1を、コア部分を有する下部クラッド層の上面に、スピンコータで塗布し、次いで、光硬化性樹脂組成物J−1からなる塗膜に、波長365nm、照度20mW/cm2の紫外線を100秒間照射して光硬化させ、コア部分の上面からの厚さが10μmである上部クラッド層を形成した。
(4)基板の剥離
上記(1)〜(3)の工程で形成した硬化物を、基板から剥離し、下部クラッド層、コア部分、及び、上部クラッド層をこの順に積層してなるフィルム状光導波路を得た。
(3) Formation of upper clad layer The upper layer photocurable resin composition J-1 is applied to the upper surface of the lower clad layer having the core portion by a spin coater, and then comprises the photocurable resin composition J-1. The coating film was photocured by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm and an illuminance of 20 mW / cm 2 for 100 seconds to form an upper clad layer having a thickness of 10 μm from the upper surface of the core portion.
(4) Exfoliation of substrate Film-like light produced by exfoliating the cured product formed in the above steps (1) to (3) from a substrate and laminating a lower clad layer, a core portion, and an upper clad layer in this order. A waveguide was obtained.
[実施例2〜10、比較例1〜2]
コア部分、クラッド層(下部クラッド層及び上部クラッド層)を形成するための光硬化性樹脂組成物を表4のように変えた以外は、実施例1と同様にしてフィルム状光導波路を形成した。
[Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 and 2]
A film-like optical waveguide was formed in the same manner as in Example 1 except that the photocurable resin composition for forming the core portion and the clad layer (lower clad layer and upper clad layer) was changed as shown in Table 4. .
[4.フィルム状光導波路の評価]
フィルム状光導波路(実施例1〜10、比較例1〜2)を次のようにして評価した。
[1.屈曲耐久性]
作製したフィルム状光導波路(幅5mm、長さ10cm、厚み70μm)に対して、温度23℃、湿度50%の環境下で屈曲試験を行った。試験条件は、屈曲角度±135°、屈曲速度100回/分、荷重100gで、屈曲半径を0.5mmおよび1mmとした。なお、屈曲回数は、はじめの0度の位置(フィルム状光導波路が水平の状態)から、+135度の位置へ屈曲し、さらに再度0度の位置を経由して−135度の位置へ屈曲した後、0度の位置へ戻ってくる動作を1回とする。フィルム状光導波路に破断が生じるまでの回数を測定し、屈曲回数が10万回を超えても破断やクラックが発生しない場合を「○」、屈曲回数が5万回を超え10万回以内で破断やクラックが発生する場合を「△」、5万回以内で破断やクラックが発生する場合を「×」とした。
[2.透明性]
コア部分及びクラッド層(厚さ:10μm)の透明性を分光光度計で測定した。405nmの波長での光の透過率が80%以上の場合を「○」、80%未満の場合を「×」とした。
以上の結果を表4に示す。
[4. Evaluation of film-like optical waveguide]
Film-shaped optical waveguides (Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 and 2) were evaluated as follows.
[1. Bending durability]
A bending test was performed on the produced film-shaped optical waveguide (width 5 mm,
[2. transparency]
The transparency of the core part and the cladding layer (thickness: 10 μm) was measured with a spectrophotometer. The case where the transmittance of light at a wavelength of 405 nm was 80% or more was “◯”, and the case where it was less than 80% was “x”.
The results are shown in Table 4.
表4から、本発明のフィルム状光導波路(実施例1〜10)は、屈曲耐久性に優れることがわかる。また、本発明のフィルム状光導波路のコア部分及びクラッド層は、透明性に優れていることがわかる。一方、成分(A)の配合量が本発明の範囲外である比較例1、比較例2は、共に、屈曲耐久性に劣ることがわかる。 Table 4 shows that the film-form optical waveguide (Examples 1-10) of this invention is excellent in bending durability. Moreover, it turns out that the core part and clad layer of the film-form optical waveguide of this invention are excellent in transparency. On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the amount of component (A) is outside the scope of the present invention are both inferior in bending durability.
10 基板
12 下部クラッド層
14 コア用薄膜
16 光
18 フォトマスク
20 コア部分
22 上部クラッド層
24 フィルム状光導波路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
(A)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー 30〜80質量部
(B)不飽和基含有モノマー 10〜69質量部
(C)光重合開始剤 0.1〜10質量部 A film-shaped optical waveguide comprising a core part and a clad layer, wherein at least one of the core part and the clad layer comprises the following components (A) to (C): The amount is a value when the total amount of the solid content of the photocurable resin composition is 100 parts by mass.) A film-like optical waveguide comprising a cured product.
(A) Urethane (meth) acrylate oligomer 30-80 parts by mass (B) Unsaturated group-containing monomer 10-69 parts by mass (C) Photopolymerization initiator 0.1-10 parts by mass
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